镁合金结构设计与加工工艺指南 - 图文

文件类别和属性上层文件 模块属性 文件编号 机械设计规范 设计开发管理 文件属性 指南类 维护部门 超声机械研发部 版 本 1.0 v1.0 可编辑可修改 拟制：陈国鹰、张平 日期：2008-2-18 历版本 创建 镁合金结构设计与加工工艺指南 审核：肖训华 日期：2008-2-20 史修订记录 修订人 陈国鹰张平 □资源管理部 □国内市场部 批准人 肖训华 修订日期 2008-2-18 批准： 日期： 修订内容概述 发至：□人力资源部 □耗材销售部 □信息技术部 □销售管理部 □小产品销售部 □国际市场部 □国内用服部 □国际售后服务部 由：质管部 1 □研发管理部 □技术法规部 □血球试剂厂 □生化试剂厂 □供应商资源开发部 □机加中心 □计划部 □采购部 □生产管理部 □生产工程中心 □财务管理部 □财务部 □总裁办 □办事处 □ v1.0 可编辑可修改 目录

镁合金结构设计与加工工艺指南 .................................................................................................................................... 4 1. 2. 3. 4. 4.1.

目的 .......................................................................................................................................................................... 4 适用范围 .................................................................................................................................................................. 4 引用标准 .................................................................................................................................................................. 4 镁合金简介 .............................................................................................................................................................. 4 用途及应用前景 .................................................................................................................................................. 4

4.1.1材料特点 ................................................................................................................................................................. 4 4.1.2气体与气孔 ............................................................................................................................................................. 6 4.1.3粘模倾向 ................................................................................................................................................................. 7 4.1.4一个令人关心的问题：镁会燃烧，镁屑有没有危险 .......................................................................................... 7 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 5. 5.1. 5.2. 5.3. 6. 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5. 6.6. 6.7. 6.8. 6.9. 7. 7.1. 7.2. 8. 8.1. 8.2. 8.3.

镁合金的压铸性能 .............................................................................................................................................. 7 成形机的选择 ...................................................................................................................................................... 8 镁合金产品的加工过程 ...................................................................................................................................... 9 镁合金的线性公差 .............................................................................................................................................. 9 镁合金的平面度 ................................................................................................................................................ 10 机加工余量 ........................................................................................................................................................ 10 模具相关 ................................................................................................................................................................ 10 入水 .................................................................................................................................................................... 10 入水唧嘴 ............................................................................................................................................................ 11 模具排气槽 ........................................................................................................................................................ 12 镁合金件结构设计................................................................................................................................................. 12 壁厚 .................................................................................................................................................................... 12 分色槽 ................................................................................................................................................................ 13 拔模斜度 ............................................................................................................................................................ 13 加强筋 ................................................................................................................................................................ 14 螺丝柱 ................................................................................................................................................................ 16 止口配合尺寸 .................................................................................................................................................... 18 圆角设计 ............................................................................................................................................................ 19 机加工刀具预留空间 ........................................................................................................................................ 20 排风口结构 ........................................................................................................................................................ 21 镁合金常见问题与改善方法 ................................................................................................................................. 24 镁合金压铸缺陷分析 ........................................................................................................................................ 24 镁合金常见压铸缺陷与改善方法 .................................................................................................................... 24 镁合金压铸工艺介绍 ............................................................................................................................................. 27 压铸机介绍 ........................................................................................................................................................ 27 充填过程介绍 .................................................................................................................................................... 29 压铸成型要素 .................................................................................................................................................... 30

8.3.1压射力 ................................................................................................................................................................... 31 8.3.2比压 ....................................................................................................................................................................... 31 8.3.3比压的作用与选择 ............................................................................................................................................... 31 8.3.4胀型力和锁模力 ................................................................................................................................................... 32 8.3.5速度 ....................................................................................................................................................................... 33 8.3.6压射行程 ............................................................................................................................................................... 34

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v1.0 可编辑可修改 8.3.7温度 ....................................................................................................................................................................... 35 8.3.8 时间 ...................................................................................................................................................................... 36 8.4. 9. 9.1. 9.2. 9.3.

压铸涂料 ............................................................................................................................................................ 37 镁合金机加及后处理工艺介绍 ............................................................................................................................. 38 冲浇口和溢流槽 ................................................................................................................................................ 38 去批锋打磨 ........................................................................................................................................................ 39 表面处理 ............................................................................................................................................................ 39

9.3.1前期化学转化化膜法 ........................................................................................................................................... 39 9.3.2后期表面喷涂 ....................................................................................................................................................... 40 9.4.

印刷 .................................................................................................................................................................... 41 10. 镁合金压铸模具介绍 ............................................................................................................................................. 41 10.1. 浇口及流道排布 ................................................................................................................................................ 41 10.2. 浇口设计 ............................................................................................................................................................ 43 10.3. 产品搭桥 ............................................................................................................................................................ 43 10.4. 排气槽与渣包 .................................................................................................................................................... 44 10.5. 模具结构图 ........................................................................................................................................................ 44 10.6. 压铸模具失效分析 ............................................................................................................................................ 46 10.6.1热疲劳龟裂 ......................................................................................................................................................... 46 10.6.2熔损冲蚀 ............................................................................................................................................................. 46 10.6.3崩块和断裂 ......................................................................................................................................................... 46 10.6.4型腔塑性变形 ..................................................................................................................................................... 47 11. M5镁合金压铸产品问题点汇总 ............................................................................................................................ 47 11.1. 裂纹 .................................................................................................................................................................... 47 11.2 11.3

填充不良 ............................................................................................................................................................ 49 双色槽涂装混色、溢边 .................................................................................................................................... 49

12. 结束语 .................................................................................................................................................................... 50

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v1.0 可编辑可修改 镁合金结构设计与加工工艺指南 1. 目的

镁合金件设计与塑胶件、铝合金设计有很多不同，本设计指南介绍了镁合金的材料特性、镁合金模具、镁合金结构设计和加工工艺，供设计工程师参考。

2. 适用范围

本指南适用于公司镁合金产品的机械结构设计。

3. 引用标准

北美压铸协会(NADCA)标准: ADCI-E1-65 ADCI-E5-65 ADCI-E13-65 ADCI-E15-65

GB-T1177-1991铸造镁合金

4. 镁合金简介

4.1. 用途及应用前景

镁合金在汽车、航空、电信、交通运输和机械行业等应用越来越受重视，采用镁合金铸件取代铝合金或钢铁零部件可有效地减轻机械重量，从而显著地节省能耗，减少环境污染。如汽车若每减轻100kg，则每公里耗油量可减少。所以现在美、日、欧等发达国家开始在汽车上扩大镁合金铸件的应用，镁合金铸件以每年20%～30%的速度增长，其中80%为压铸件。据国外统计，到2006年镁合金压铸件的年产量将达20多万吨。因此，镁合金压铸及镁合金压铸机正成为当今压铸行业重要发展项目之一。 4.1.1材料特点

镁合金常用的合金化元素是铝和锌。铝的合金化能提高合金强度及铸造性能。锌也能提高合金的铸造性能。为保证铸造性能压铸镁合金的铝含量＞3%，锌含量＜2%。否则容易产生裂纹。基于Mg-An-Mn 系的合金AZ91（含锌）和AM60B（不含锌）是室温使用的主要压铸镁合金。目前AZ及AM这两种系列合金占镁汽车结构件的90%，但它们在150℃以上时其强度显著下降。

目前得到工业应用的压铸镁合金主要有4个系列，即AZ系列（Mg-Al-Zn-Mn）；AM系列4

v1.0 可编辑可修改 （Mg-Al-Mn）；AS系列（Mg-Al-Si）；AE系列（Mg-Al-稀土）。2006年度开发的2108镁合金用的是AZ91D。表1中给出了它们中的常用合金的名义成分和性能。

压铸镁合金的成分及性能

合金 Al Zn Mn 元素组成% Si Fe Cu max Ni max Re 总量 室温拉伸性能 抗拉强度 MPa 屈服强度 MPa 伸长率 % AZ91D 50A

合金名称 AZ91D AM60B 特征 强度高且耐腐蚀性好 应用范围 电器产品的壳体等 延伸率和抗冲击力大 AM50A AS41B 抗蠕变性能好 汽车上的方向盘和坐椅等 汽车上的减速相等 符号含义如下：

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