镁合金压铸模具技术分析

   镁合金压铸是一个集设计、制造与研究于一体的系统工程，镁合金压铸工作者与从事锌、铝合金压铸的人员相比，应具有更全面的知识、经验和研究开发能力。
    汽车用镁合金主要是压铸类产品，采用镁压铸件使汽车质量减轻，耗油量减少，排出废气减少；且镁合金压铸件具有降噪减振性能和铸造精度高等优点，综合经济效益好，是汽车轻量化最有希望的重要材料，具有广阔的应用前景。
    我国是镁资源极其丰富的国家，但由于目前我国在镁合金压铸技术和应用方面处于落后地位，镁资源大部分以初级产品形式出口国外，镁的出口生产量远大于国内消费量。随着国内汽车工业及计算机、信息、通讯、仪表、航空航天等产业的迅速发展, 我国的镁合金压铸工业也必将在强手如林的世界市场上占有一席之地。 
  
    在大多数情况下，镁合金压铸生产的产品与其他合金压铸件相类似。镁合金压铸模具也和锌、铝合金压铸模相似。但是由于镁合金不同于铝合金的一些特性，在设计压铸模时给予充分考虑，才能设计出合理的压铸模具，从而高效、经济地生产镁合金压铸件。
　　
一、镁合金的特性
    1、质轻　镁的比重只有1.8G/CM3,铝合金的比重为2.7G/CM3，镁合金比铝合金轻30%，比钢轻80%。所以，汽车及手提电子产品中镁合金已成为零件制造成理想材料。
    2、强度　镁合金在金属及塑料等工程材料中，具有极佳的强度/重量比。
    3、压铸性　在保持良好的结构条件下，镁合金允许铸件壁厚最小达到0.6mm，这是塑料在相同强度下无法达到的。铝合金的压铸性能也要在1.2-1.5mm以上时才能与镁合金相比。镁合金较易压铸成型，适合大批量压铸生产（生产速度可达铝的1.5倍）。此外，镁合金模的磨损也较铝为低。
    4、减震　镁有极好的滞弹吸震性能，可吸收震动和噪音，用作设备机壳可减少噪音传递、预防冲击和防止凹陷损坏。
    5、刚性镁的刚性为铝的2倍并比大部分塑胶为高。镁有良好的抗应力阻力。
    6、高电磁干扰屏障　镁合金有良好的阻隔电磁波功能，适合生产电子产品。

    7、良好的切削性能　镁比铝和锌有更好的切削性，使镁成为更易切削加工的金属材料。
    8、镁合金的比热容较小，合金液的冷却速度快。
    9、镁合金和模具钢材的亲和力小，不易粘附模具。
    根据镁合金的以上特性，下面将镁合金和铝合金在设计制作上作一些对比。
二、模具设计
　　铝合金压铸模具是一种复杂的设备，须完成多项功能。其决定零件的大体几何形状，并对每啤货之间尺寸偏差有重要影响。使用固定或移动的芯子增加了压铸的灵活性，可以压铸出复杂的较精密外形的零件。流道和水口系统的几何形状决定模具的填充性能。模具的热条件决定零件固化用及其微观结构和品质。在大量生产时，模具的导热性能决定周期时间。并且模具具有压铸件顶出系统。
三、模具材料
　　模具组成模穴的部分和熔化金属直接接触，必须由能经受热冲击的钢材料制成。最常用的是H13钢或和其具有相似性能的材料。为保证大量啤货以后的表面质量，必须使用含硫量的优质钢材。为改善机械加工性能，供应模具制造商的钢材通常处于具有球形碳颗粒的软化退火状态。在机械加工以后，模穴部分经过淬火及退火，使硬度在46-48HRC范围以内。
　　只有模具的模穴部分和特殊零件才需要使用H13钢，这些部分一般占整个模具重量的20-30%。模具的其它部分使用低碳钢的中碳钢制造。对于几何开关相对简单的较小压铸件，以常使用标准化模块的模具。
　　镁合金和铝合金相比具有更低的热容，其铁含量也很低。因此模具具有更长的寿命。
四、零件寿命
　　压铸件的质量取决于很多因素，包括合金的材料性能，生产参数，模具和零件的设计。零件设计者应该和模具设计者紧密合作，让零件设计者知道压铸生产的优势和局限。
　　部件厚度
　　较小的部件厚度容易达到所要求的机械性能，镁合金良好的填充性能，可以使压铸件的厚度少于1mm，常见的壁厚在2-4mm之间。
　　均匀壁厚
　　为避免固化时的局部热点，零件的壁厚应尽可能均匀。由于固化时的收缩，局部热点会造成气孔和气穴的形成。
    容易的模具填充
　　模具的填充时间一般是10-100ms，零件的设计应有助于平稳填充，镁合金的填速度较高，边缘和拐角处应为圆角。
　　使用加强助
　　应使用加强助加强零件的强度，而不是通过增加零件的厚度。设计中应避免长筋，防止合金在冷却凝固过程中因收缩不一致而产生应力和裂纹。
　　出模斜度
　　通常推荐的出模斜度为2-5°，也可采用度为1-3°的设计。由于镁合金与铁的亲和性较低，加之优良的热收缩特性，有时甚至可以采用零脱模斜度，当设计壁和型芯时，较小的起模斜度能够大幅度减少压铸件质量。
　　五、尺寸稳定性
　　压铸是精密的生产过程，然而很多因素却可以影响压铸件的最终尺寸变化。尺寸变化可分为线性变化，模具间的移动，分模线、铸件和模具翘曲，压铸参数，芯子和出模斜度。必须记住零件的最终变化只是部分取决于模具精度，线性尺寸变化是由下列因素引起：模具温度的正常波动，注射温度，冷却速度，铸件应力释放和模具精度。以上因素除模具精度外，和模具的设计和制造没有关系。为减少最终产品的尺寸变化，必须严格控制生产工序。