镁合金压铸件成品设计
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∙典型镁合金的模具设计∙AZ31B镁合金薄壁壳形件真空压铸模的设计利用模内直接抽真空的方法可以解决镁合金薄壁壳形件流程长、填充型腔困难的问题,同时可减少镁合金的氧化和内部气孔、提高压铸件致密度、减小变形和达到高的表面质量要求。
分析了薄壁壳形件镁合金真空压铸模设计的要点,指出了模具浇注系统、排溢系统、冷却系统和推出机构等的设计与常规压铸模具设计之间存在的差别,确保真空压铸成型工艺能够顺利实现。
1 引言镁合金薄壁件较好的成形方案是真空压铸,真空压铸成形有2种方法:①利用真空罩密封压铸模成形法;②模腔直接抽真空成形法。
由于模腔直接真空法对装备要求较低,抽气量小且生产周期短,得到较多地应用。
模腔直接抽真空压铸法的关键是真空压铸模的设计与制造。
以笔记本电脑机壳为例,说明薄壁镁合金压铸件真空压铸模设计的要点,以供参考。
2 薄壁壳形件压铸工艺参数选择图1所示压铸件材料为镁合金AZ31B,其化学成分为:2.50%一3, 50% Al、0.61%一1. 40% Zn、0.20%-1 . 0% Mn、Si À≤0. 10%、Fe ≤ 0,005 %、Cu≤0.05%, Ni0. 005%、总杂质0.30%,密度为1. 8g/mm 3。
压铸件最大轮廓尺寸为246mm x 200nvn,均匀壁厚为1. 26mm,最小壁厚为0. 8mm,筋厚为0. 6mm,压铸件总质量约为75.38。
依据压铸件的结构特点和要求,为增强镁合金液的充填能力、减少氧化、提高压铸件质量,采用模腔直接抽真空压铸法成形。
基本工艺过程为:镁合金液注人压室,压射冲头密封注料口后开始抽真空,达到一定真空度后,关闭总排气槽,此时压射冲头转为快速压射,经保压、冷却、开模取件,完成一次真空压铸成形过程。
成形工艺参数初选为:压射比压400MPa、压射速度0. 8m/s、合金的充填速度约35一40m/ s、充填时间取0.03S ,合金浇注温度660 一70090,模具温度取27090,涂料为聚乙烯煤油,精确工艺参数依据试模情况确定。
一.镁合金概述及其应用前景1.1 镁镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一,镁的密度是1.74g/cm3,只有铝的2/3、钛的2/5、钢的1/4;镁合金比铝合金轻36%、比锌合金轻73%、比钢轻77%。
镁具有比强度、比刚度高,导热导电性能好,并具有很好的电磁屏蔽、阻尼性、减振性、切削加工性以及加工成本低和易于回收等优点。
镁合金的比强度高于铝合金和钢,略低于比强度最高的纤维增强塑料;比刚度与铝合金和钢相当,远高于纤维增强塑料;耐磨性能比低碳钢好得多,已超过压铸铝合金A380;减振性能、磁屏蔽性能远优于铝合金。
镁在自然界分布很广,资源比较丰富,镁的来源最主要的是海水、盐湖卤水中的氯化镁和光卤石以及呈碳酸盐形式的菱镁矿和白云石。
金属镁的生产方法有熔盐电解法和热还原法。
目前世界上用这两种方法生产的镁,分别占80%和20%左右。
熔盐电解法炼镁包括氧化镁的生产及电解制镁两大步;硅热还原法炼镁又有皮江法和马格尼特法两种。
镁具有很好的铸造性能和良好的加工性能。
与其它材料相比,镁的制造成本很低。
尽管每公斤镁锭的价格要比铝贵一些,但它单位体积的成本价格几乎是一样的。
镁的物理化学特性使其比铝更适合压铸大型部件。
镁单位体积的熔化潜热只有铝的2/3,比热只有铝的3/4,并且有非常低的溶铁性。
这些特性使镁压铸件达到和铝几乎相同的生产成本/每公斤。
1.2 镁合金性能(1)、在实用金属中是最轻的金属镁的比重大约是铝的2/3,是铁的1/4。
它是实用金属中的最轻的金属。
应用范围:镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中,达到轻量化的目的。
(2)、高强度、高刚性镁合金的比重虽然比塑料重,但是,单位重量的强度和弹性率比塑料高,所以,在同样的强度零部件的情况下,镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。
另外,由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高,因此,在不减少零部件的强度下,可减轻铝或铁的零部件的重量。
应用范围:手机电话,笔记本电脑上的液晶屏幕的尺寸年年增大,在它们的枝撑框架和背面的壳体上使用了镁合金。
··汽车发动机油底壳是汽车上重要的安全部件之一,对其各项力学性能尤其是抗拉强度有着明确的要求。
目前,油底壳压铸件大部分采用铝合金材料[1],而汽车轻量化的趋势使得我们需要寻找一种更轻的材料,镁合金因其自身的特点而在这方面得到应用。
近年来,对于镁合金材料的研究很多,但对于镁合金压铸件本体的研究却鲜见报道。
本试验以汽车油底壳镁合金材料AE44为例,结合其铸造及加工性能,分析AE44镁合金油底壳压铸件本体组织与性能,并对其工艺的改良提出建议。
合金的铸造性能是保证铸件质量的重要因素,铸造性能主要有流动性、收缩性、偏析倾向等,直接影响其加工性能。
流动性是指液态金属充满铸型的能力,流动性受很多因素的影响,其中最主要的是化学成分和浇注温度的影响。
收缩性是指铸件从浇铸温度至室温的冷却过程中,其体积和线尺寸减小的现象[2]。
偏析倾向是指铸件凝固过程中有产生组织不均匀的趋势,倾向性越强,出现偏析的几率就越大。
1试验材料与设备试验材料为Mg-40%RE 合金、AM50、纯镁,通过这三种材料的配比得到本油底壳所需材料。
油底壳本体在力劲DCC1600M 冷室压铸机上制得。
油底壳长约450mm ,宽端宽约325mm ,窄端宽约170mm ,高约170mm ,壁厚为8~13mm 。
显微组织观察试样及力学拉伸试样由线切割在本体上取得,拉伸试样采用矩形ⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠ压铸董泰山,龙思远,廖慧敏,刘勇(重庆大学材料科学与工程学院,重庆400030)摘要:通过材料的替代研究,得到了AE44镁合金油底壳压铸件。
模拟结果显示该合金的充型能力和凝固顺序等铸造性能都满足此油底壳的工艺条件。
利用OM 、SEM 、XRD 对本体组织和物相分析,结果表明:本体组织主要由α-Mg 基体和沿晶界分布的Mg-RE 化合物组成,这些化合物主要为Al 11RE 3、Al 2RE 、Al 2.12RE 0.88。
Al 11RE 3和Al 2.12RE 0.88稀土相的存在,对材料性能的提高起到很大的作用。
汽车屏幕支架类镁合金压铸件的模具设计及压铸工艺分析摘要:随着汽车行业和电子科技的迅猛发展,车载人机交互,人工智能蓬勃发展,汽车车载显示屏越做越大,从单一的主驾驶位单个屏幕,到副驾位双联屏、三联屏,使用传统单一结构的钣金件来做屏幕背板支架,已经不能满足其性能要求。
通过压铸工艺得到的零件,能实现复杂结构,同时可以经济快速地批量生产,正好能满足大尺寸屏幕支架的需求。
结合汽车轻量化的推进,镁合金压铸件用于汽车屏幕支架成了最佳的选择。
关键词:镁合金压铸件;汽车屏幕支架;压铸模设计;压铸工艺分析;随着新能源汽车的大量推广,续航里程的需求要求汽车车身重量不断减轻,汽车零部件轻量化需求不断扩大。
镁合金是新一代轻量化合金的代表,其相同的体积重量约是铝的15%,约是钢的18%,(镁密度1.4g/cm³、铝的密度g/cm³、钢的密度7.8 g/cm³),成为汽车轻量化的最佳选择。
镁合金压铸件在汽车屏幕支架上的应用,代替传统钢材质的钣金件,不仅在重量上有明显的降低,相较于结构单一的钣金件,更能实现复杂设计的要求,同时增加表面喷漆喷粉后,也能满足美观的要求。
屏幕支架需要安装液晶屏幕,对压铸件的平面度要求极为严格,同时屏幕支架上筋条结构复杂、立柱结构多,这就对模具设计和压铸生产过程的要求更高,因此探究镁合金屏幕支架压铸件的模具设计和压铸工艺十分必要。
1压铸及压铸模具介绍1.1压铸介绍压铸是压力铸造的简称,是一种将熔融合金液倒入压室内,以高速充填钢制模具的型腔,并使合金液在压力下凝固而形成铸件的一种铸造方法。
压铸区别于其它铸造方法的主要特点:①高压:金属液是在压力下填充型腔的,并在更高的压力下结晶凝固,常见的压力为15—100MPa。
②高速:金属液以高速充填型腔,浇口处速度通常在10—50米/秒,有的还可超过80米/秒,因此金属液的充型时间极短,约在0.01—0.2秒内即可填满型腔。
与其他铸造工艺相比,高压压铸工艺生产的产品尺寸更加精确,铸件表面光滑,生产速度更快。