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标题: 【讨论】镁合金薄壁件的结构件的设计原则 [打印本页]

作者: jeffrey 时间: 2003-4-27 17:38
标题: 【讨论】镁合金薄壁件的结构件的设计原则
现在的3C类产品隨着追求越来越小巧，如手机，一些常用材料如PC+ABS，PC，ABS等等，用这些材料的薄壁件设计薄到一定程度就无法再满足强度要求了，因此近年来大家在做薄壁件设计时都把目光转向了镁合金，但我们知道，镁合金做薄壁件设计原则虽很多同塑胶件做薄壁件结构设计原则相同，但还是有很大区别的，欢迎大家一起来讨论。

镁合金结构件具有重量轻、节能、防磁、屏蔽、散热以及防震等许多特性，加上还有优异的强度和高刚性的优点，因而近年来广泛地被应用在手机、笔记本电脑等移动通讯器械的外壳上。又因镁合金可以直接进行回收，这是工程塑料无法比拟的基本性质，故誉为绿色工程材料，其可循环使用性逐渐在工业各个领域中得到了广泛应用。随着手机的发展，体积越来越小巧而显示屏越来越大，以前塑胶制成的手机外壳强度，并不足够保护大型的LCD屏，因此使用镁合金材料的折叠式手机开始广泛迅速地流行起来。

综合来讲，镁合金的特性有：
[$#8226]结构最轻便的金属
[$#8226]坚硬度高和合理的能力和重量比例
[$#8226]出色的EMI保护层特性
[$#8226]良好的传导性能，导电性高
[$#8226]可在高温环境中操作
[$#8226]比塑料材料更经济
[$#8226]精确稳定的立体性
[$#8226]独特的薄壁性能
[$#8226]超强防腐蚀
[$#8226]高品质成品
[$#8226]环保型，可循环使用

    最普遍的镁合金是由镁与铝、锌及锰等元素结合而成的。铝及锌加入时的状态是固体状的，在温度约700℃中慢慢溶化。锰的加入作用是硬化剂，其它元素则于720-750℃加入，熔炼均匀后铸锭。

常用的压铸用镁合金为AZ91D、AM60B及AM50A. 其中AZ91D被广泛地使用，因为其优点是强度高、流动性好、耐蚀性佳。目前镁合金笔记本型电脑外壳所用的材料也是AZ91D。

AM系列的镁合金适用于需要良好耐冲击性的部件，如汽车方向盘、仪表架等。
另外有AS及AE系列均适用于较高温的环境。

AZ91D  它具有很好的可铸性和很好的强度，是最常用的压铸材料。它的典型用途是用以制造汽车零件，计算机零件，手机零件，运动器材，各种外壳和盖，支架，手动工具等。

欢迎大家一起来讨论AZ91D在做薄壁结构件时的设计时要注意的地方同PC+ABS等有什么不同。我在这抛块砖，希望引来更多的玉

作者: jeffrey 时间: 2003-4-27 18:44
讨论内容：希望大家能就镁合金的结构设计、模具设计、压铸工艺、机加工、表面处理，喷涂等方面的特殊性进行全面的讨论。

作者: guancom 时间: 2003-4-27 21:03
提议很好,据我所知镁合金的加工技术清华大学有研究,机床只有少数发达国家能制造(日本,美国..等),台湾华孚科技掌握此技术,而且在大陆有工厂.此项加工要付很高的专利费,小公司根本搞不了.

作者: jeffrey 时间: 2003-4-28 19:29
没人响应啊，这么冷清。
我再来块砖：

估计镁合金Vendor的capability时，镁合金模具一般只能按一套模具10万模次来计算。一般一台镁合金压铸机床能一天做4K成品（24H，按85%良率）就已经很不得了了。

镁合金薄壁件斜销卡勾设计要点：
对于镁合金结构件的斜销卡勾位置，一般后加工去做它，原因是镁合金模具设计不可有斜销，但可做滑块设计，而斜销的替代方案为用成型刀或T形刀后加工。T形刀加工，Min φ1.5 mm, T形刀尺最小为φ（6+2*切销深度）。T形刀厚度尺寸最小为1.0mm， T形刀端面距离最小为0.5~1.0mm。

镁合金结构件虽可以做行位，切记，要尽量避免。因有行位与无行位相比，同样一件东西，镁合金模具将会成本加高20%或更多，单件成品的成本价格也将提高15~20%。

如没人对此感兴趣讨论，那就算了，就此打住。我想做3C类产品设计的结构设计，特别是薄壁件结构设计的人员是无法避免面对这个问题的，不管是现在还是将来。

作者: jeffrey 时间: 2003-4-28 19:43
希望对镁合金薄壁件设计的有经验或心得的大侠们不吝赐教。

作者: ste 时间: 2003-4-28 23:50
鎂合金雖有很多好處，但後處理，補土，上漆，也是會搞的很累。
假如還有不良品，oxoxox 。

作者: leo_zou 时间: 2003-4-29 08:33
镁合金的成型主要有两种：DIE CASTING & THIXOMOLDING，
其中DIE CASTING是传统的铸造法，它采用线交口。
      THIXOMOLDING是半融态成型，类似与塑胶，是点交口。
镁合金的合心技术主要体现在后序处理中，包括机加工，皮膜处理和喷漆。

作者: chen_kevin 时间: 2003-4-29 10:10
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: zhaoli201 时间: 2003-4-29 11:29

chen_kevin wrote:
说说我了解的：
  
  1，DIE CASTING 压铸也分为冷室和热室，热室比冷室成型周期短，残料少，
气孔少，适合1kg以下的轻薄小产品
  2，压铸用的是镁粒，射出成型用的镁锭，镁锭价格比镁粒高 20%左右
  3，射出成型周期是压铸的 3倍左右
  4，射出成型设备成本高，维护费用高，但是产品性能好，适合高强度产品
  5，成型温度：热室压铸660-680，冷室630-650，射出 580-590
  6，可以达到的薄壁：压铸 1.3-1.5，射出 0.7-0.8
  7，模具费用，以单片 NB外壳为例，将在 200万台币

跑题了，镁合金注塑不是现在使用的普通压铸机

作者: jeffrey 时间: 2003-4-29 12:54
常用的镁合金压铸机的型号有：
FRECH DAW-125SDV 150T
FRECH DAM200s 200T
HISHIMUMA CXMG150 150T
HISHIMUMA CXMG350 350T
.
.
.

作者: jeffrey 时间: 2003-4-29 12:59

zhaoli201 wrote:

跑题了，镁合金注塑不是现在使用的普通压铸机

就是，镁合金压铸机是专用的，对于1mm以下厚度的thin wall 产品，如是是用压铸工艺而不是触变成型（thixocasting)工艺的话，一般都是超高速射出压铸。

做结构设计和模具设计gate位时，计算和考虑镁合金的流长比可按1：220左右。

作者: jeffrey 时间: 2003-4-29 13:02

ste wrote:
鎂合金雖有很多好處，但後處理，補土，上漆，也是會搞的很累。
假如還有不良品，oxoxox 。

有什么累的，如果指定产品的外壳就只能用镁合金做，你还能回避这个问题吗？

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:16
我手头上收集的一些镁合金相关资料，希望对大家参与讨论的热情有点帮助：

1.铝镁合金半固态触变铸造技术.pdf：

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:20
2.铝镁合金喷覆成型技术.pdf：

.RAR

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:20
铝镁合金喷覆成型技术.pdf：

.R00

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:21
铝镁合金喷覆成型技术.pdf：

.R01

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:21
铝镁合金喷覆成型技术.pdf：

.R02 （last)

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:23
3. Magnesium alloy design help:

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:24
4.magnesium diecasting design help:

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:26
5.镁合金震动研磨技术.mht

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:28
6.镁合金产业资讯2001.11-12.pdf

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:28
7.镁合金产业资讯2002.01-02.pdf

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:29
8.镁合金产业资讯2002.03-04.pdf

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:29
9.镁合金产业资讯2002.05-06.pdf

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:30
10.镁合金产业资讯2002.07-08.pdf

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:31
11.镁合金产业资讯2002.09-10.pdf

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:32
12.台湾镁合金产业.mht

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:35
13.Melting.Point.or.Range.fo.Magnesium.mht

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:36
14.Magnesium – Structurally Sound

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:37
15.镁合金的安全操作

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:38
16.镁合金，铝合金，及锌合金的物理机械性能比较

作者: jeffrey 时间: 2003-4-30 14:39
17.几种压铸镁合金及其有关数据

作者: gbf0404 时间: 2003-4-30 17:19
咋都搞镁合金压铸了

作者: PROD 时间: 2003-4-30 22:06
多谢！

作者: guancom 时间: 2003-4-30 22:35
谢谢

作者: chen_kevin 时间: 2003-5-1 22:11
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 草原使者 时间: 2003-5-3 10:03
支持::y::y::y

作者: 草原使者 时间: 2003-5-3 11:12
压铸技术研讨

作者: leafofsea 时间: 2003-5-3 12:25
唉，的确不错！鼓励鼓励！

作者: blue_story 时间: 2003-5-3 12:26
看不到！
建议草原使者将附件翻译成中文再上传！

作者: 草原使者 时间: 2003-5-3 12:37

blue_story wrote:
看不到！
建议草原使者将附件翻译成中文再上传！

非常抱歉！我目前正在努力学习E文，还没有达到可以翻译的水平，只能借助工具阅读。:I:I

作者: 草原使者 时间: 2003-5-3 12:40

leafofsea wrote:
唉，的确不错！鼓励鼓励！

谢谢支持::K::K

再传一个：镁合金压铸件浇注系统设计实例

作者: kevinzt 时间: 2003-5-3 23:12
强烈要求板主加分！！！！::y::y::y

作者: iori 时间: 2003-10-9 20:07
ding!

作者: no1zh007 时间: 2003-10-14 17:55
ding!

作者: we_12345 时间: 2003-10-15 11:56
請各朋友多討論一些鎂合金件與塑料件在結構上的區別吧!主要是在設計鎂合金時時應該注意些什麼？謝謝!

作者: hengchap 时间: 2003-11-26 19:42
多谢！！我公司多用锌合金，不知为什么？？是灯饰方面的小零件.

作者: davidlfxu 时间: 2003-11-26 22:23
顶

作者: lf_520 时间: 2003-11-27 09:11
ding

作者: 三分堂堂主 时间: 2003-11-27 10:48
版主,我在这里受益匪浅.但是这么多有用的资料怎么没有分加呀,是不是自己没看懂就不算呀.我说的壳薄了一点,抱歉.但是这样的帖子都没有分加,我这样的后进就没戏了.要不明天我上传个机械设计手册或者我们单位的图纸(100M)?这里不论楼主还是回复有很多好东西.谢谢各位了
再次感谢.

作者: lch_kiss 时间: 2004-6-18 17:06
为什么附件下载不了，斑竹帮忙呀，我需要这方面资料，我下载时出现下面提示：

Forbidden
You don't have permission to access /ut/attach/2003/04/30/560982-.mht on this server.

作者: foxsky 时间: 2004-6-21 14:53
下不了呀，爲什麽啊？出現和樓上一樣的錯誤。

作者: luoheng 时间: 2004-6-21 19:31
下不了呀，爲什麽啊？出現和樓上一樣的錯誤。

下不了呀，爲什麽啊？出現和樓上一樣的錯誤。

下不了呀，爲什麽啊？出現和樓上一樣的錯誤。

作者: anymake 时间: 2004-6-21 20:00
镁合金压铸是分冷、热室压铸：
   1：热室压铸跟锌合金压铸相似，比较不同的是溶料要采用二氧化硫气体进行保护！

作者: WUPK 时间: 2004-6-23 19:25
请有的朋友再上传一次，谢谢了

作者: rdsimon 时间: 2004-6-24 08:31
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: birdtree 时间: 2004-6-24 16:54
以前我说方言的时候身上出满了小红疙瘩。可是自从我说普通话之后，身上的
小红疙
> > 瘩全都不见了，（拔开衣服）看这里，看这里…………

作者: HLP_924 时间: 2004-6-24 17:21

birdtree wrote:
  以前我说方言的时候身上出满了小红疙瘩。可是自从我说普通话之后，身上的
  小红疙
  > > 瘩全都不见了，（拔开衣服）看这里，看这里…………

作者: IORI-K.O-KYO 时间: 2004-6-25 10:12
下载不了，斑竹帮忙呀，下载时出现下面提示：

Forbidden
？！

作者: birdtree 时间: 2004-6-28 11:03
这么好的东东，是不是被版主没收了呀？怎么一个都下载不了呀？

作者: WUPK 时间: 2004-7-26 19:58
来自科学院：1.镁合金的发展
镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料，但与铝合金相比，镁合金的研究和发展还很不充分，镁合金的应用也还很有限。目前，镁合金的产量只有铝合金的1％。镁合金作为结构应用的最大用途是铸件，其中90％以上是压铸件[14]。
　　限制镁合金广泛应用的主要问题是：由于镁元素极为活泼，镁合金在熔炼和加工过程中极容易氧化燃烧，因此，镁合金的生产难度很大；镁合金的生产技术还不成熟和完善，特别是镁合金成形技术有待进一步发展；镁合金的耐蚀性较差；现有工业镁合金的高温强度、蠕变性能较低，限制了镁合金在高温（150～350℃）场合的应用；镁合金的常温力学性能，特别是强度和塑韧性有待进一步提高；镁合金的合金系列相对很少，变形镁合金的研究开发严重滞后，不能适应不同应用场合的要求[14~19]。　　镁合金可分为铸造镁合金和变形镁合金。镁合金按合金组元不同主要有Mg-Al-Zn-Mn系（Az）、Mg-Al -Mn系（AM）和Mg-Al-Si-Mn系（As）、Mg-Al-RE系（AE）、Mg-Zn-Zr n（ZK）、Mg-Zn-RE系（ｚＥ）等合金。常用铸造镁合金的牌号及性能见表４[2,14]。表5为常见变形镁合金的化学成分及基本特性[2,20]。
　　我国具有丰富的镁资源，原镁产能、产量和出口均居世界首位。在镁和镁合金的研究和应用领域，我国与欧美等发达国家之间的差距还相当大'一方面，我国的原镁质量差，镁合金锭的质量也不尽如人意，出口缺乏竞争力，作为结构材料应用

的镁在国内的消耗量又很少，只能作为初级原料低价出口，属典型的资源出口型工业，目前，国内的镁冶金企业大都处于亏损或面临倒闭；另一方面，我国对镁合金的研究和应用更显薄弱。因此，如何利用我国的镁资源优势，将镁的资源优势转变为技术、经济优势，促进国民经济发展、增强我国镁衍业的国际竞争力，是摆在我们面前的迫切任务[24]。
　　2.镁合金的新进展
　　（1）耐热镁合金。
　　耐热性差是阻碍镁合金广泛应用的主要原因之一，当温度升高时，它的强度和抗蠕变性能大幅度下降，使它难以作为关键零件（如发动机零件）材料在汽车等工业中得到更广泛的应用。
己开发的耐热镁合金中所采用的合金元素主要有稀土元素（RE）和硅（Si）。稀土是用来提高镁合金耐热性能的重要元素。含稀土的镁合金QE22和WE54具有与铝合金相当的高温强度，但是稀土合金的高成本是其被广泛应用的一大阻碍[18]。
　　Mg-Al-Si（AS）系合金是德国大众汽车公司开发的压铸镁合金。175℃时，AS41合金的蠕变强度明显高于AZ91和AM60合金。但是，AS系镁合金由于在凝固过程中会形成粗大的汉字状Mg2Si相，损害了铸造性能和机械性能。研究发现，微量Ca的添加能够改善汉字状Mg2si相的形态，细化Mg2si颗粒，握高AS系列镁合金的组织和性能[18]。
　　从20世纪80年代以来，国外致力于利用Ｃ·来提高镁合金的高温抗拉强度和蠕变性能。最近美国开发的ZAC8506（Mg-8Zn-5Al-0.6Ca），以及加拿大研究的Mg-5Al-0.8Ca等镁合金，其抗拉强度和蠕变性能都较好。
2001年，日本东北大学井上明久等采用快速凝固法制成的具有100~200nm晶粒尺寸的高强镁合金Mg-2at% Y-1at% Zn，其强度为超级铝合金的3倍，还具有超塑性、高耐热性和高耐蚀性。
　　（2）耐蚀镁合金。
　　镁合金的耐蚀性问题可通过两个方面来解决：①严格限制镁合金中的Fe、Cu、Ｎi等杂质元素的含量。例如，高纯AZ91HP镁合金在盐雾试验中的耐蚀性大约是AZ91C的100倍，超过了压铸铝合金A380，比低碳钢还好得多。②对镁合金进行表面处理。根据不同的耐蚀性要求，可选择化学表面处理、阳极氧化处理、有机物涂覆、电镀、化学镀、热喷涂等方法处理。例如，经化学镀的镁合金，其耐蚀性超过了不锈钢[2]。
　　（3）阻燃镁合金。
　　镁合金在熔炼浇铸过程中容易发生剧烈的氧化燃烷。实践证明，熔剂保护法和SF6、SO2、CO2、Ar等气体保护法是行之有效的阻燃方法，但它们在应用中会产生严重的环境污染，并使得合金性能降低，设备投资增大。
纯镁中加钙能够大大提高镁液的抗氧化燃烧能力，但是由于添加大量钙会严重恶化镁合金的机械性能，使这一方法无法应用于生产实践。铰可以阻止镁合金进一步氧化，但是铰含量过高时，会引起晶粒粗化和增大热裂倾向。
最近，上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心通过同时加人几种元素，开发了一种阻燃性能和力学性能均良好的轿车用阻燃镁合金，成功地进行了轿车变速箱壳盖的工业试验，并生产出了手机壳体、ＭＰ3壳体等电子产品外壳[15]。
　　（４）高强高韧镁合金。
　　现有镁合金的常温强度和塑韧性均有待进一步提高。在Ｍg-Ｚn和Ｍg-Ｙ合金中加人Ca、Zr可显著细化晶粒，提高其抗拉强度和屈服强度[1]；加人Ag和Th能够提高Mg-RE-Zr合金的力学性能，如含Ag的QE22A合金具有高室温拉伸性能和抗蠕变性能，已广泛用作飞机、导弹的优质铸件；通过快速凝固粉末冶金、高挤压比及等通道角挤（ECAE）等方法，可使镁合金的晶粒处理得很细，从而获得高强度、高塑性甚至超塑性[16,19]。
　　（5）变形镁合金。
　　虽然目前铸造镁合金产品用量大于变形镁合金，但经变形的镁合金材料可获得更高的强度，更好的延展性及更多样化的力学性能，可以满足不同场合结构件的使用要求。因此，开发变形合金，是其未来更长远的发展趋势[20]。
　　新型变形镁合金及其成型工艺的开发，已受到国内外材料工作者的高度重视。美国成功研制了各种系列的变形镁合金产品，如通过挤压＋热处理后的ZK60高强变形镁合金，其强度及断裂韧性可相当于时效状态的Al7075或Al7475合金，而采用快速凝固（RS）＋粉末冶金（PM）＋热挤压工艺开发的Mg-Al-Zn系EA55RS变形镁合金，成为迄今报道的性能最佳的镁合金，其性能不但大大超过常规镁合金，比强度甚至超过7075铝合金，且具有超塑性（300℃，436％），腐蚀速率与2024-T6铝合金相当，还可同时加人SiCp等增强相，成为先进镁合金材料的典范。日本1999年开发出超高强度的IM Mg-Y系变形镁合金材料，以及可以冷压加工的镁合金板材。英国开发出Mg-Al-B挤压镁合金，用于Magnox核反应堆燃料罐。以色列最近也研制出用于航天飞行器上的兼具优良力学性能和耐蚀性能的变形镁合金，法国和俄罗斯开发了鱼雷动力源变形镁合金阳极薄板材料。
　　（6）镁合金成形技术。
　　镁合金成形分为变形和铸造两种方法[21,22]，当前主要使用铸造成形工艺。压铸是应用最广的镁合金成形方法。近年来发展起来的镁合金压铸新技术有真空压铸和充氧压铸，前者已成功生产出AM60B镁合金汽车轮毅和方向盘，后者也己开始用于生产汽车上的镁合金零件。
　　镁合金半固态触变铸造（Thixo-Molding）成形新技术，近年来受到美国、日本和加拿大等国家的重视。与传统的压铸相比，触变铸造法无需熔炼、浇注及气体保护，生产过程更加清洁、安全和节能。目前已研制出镁合金半固态触变铸造用压铸机，到1998年底，全世界已有超过100台机器投人运行，约有40种标准镁合金半固态产品用于汽车、电子和其他消费品。但相对来说，半固态铸造镁合金材料的选择性小，目前应用的只有AZ91D合金，需要进一步发展适用于半固态铸造的镁合金系。
　　其他正在发展的镁合金铸造成形新技术有镁合金消失模铸造、挤压铸造－低压铸造结合法、挤压铸造-流变铸造结合法和真空倾转法差压铸造等

作者: Andy0913 时间: 2004-7-27 09:47

gbf0404 wrote:
咋都搞镁合金压铸了

9494,除了压铸就没有别的方法了吗？而且压铸出来的产品好象不咋的

作者: Andy0913 时间: 2004-7-27 09:49

blue_story wrote:
看不到！
建议草原使者将附件翻译成中文再上传！

呵呵

作者: ycsyw 时间: 2004-7-31 15:39
我为什么下载不了？

作者: davidyang2 时间: 2004-8-22 00:50
谢谢！！！有很多都不可以下载，不知道怎么搞得，希望楼主可以从新上传。

作者: wjs7742583 时间: 2005-11-22 16:58
ding

作者: wjs7742583 时间: 2005-11-22 17:00
ding

作者: qianlongf 时间: 2006-6-20 16:08
镁合金压铸前3为 1富士康 2可成科技 3华孚标其中前2名占80%的市场份量

作者: jimmyguorun 时间: 2006-6-23 17:34
多谢楼上的指点，我准备搞这个镁了

作者: huaxia 时间: 2006-6-23 18:30
很好的讨论

作者: zhangdafu 时间: 2006-7-14 00:22
支持

作者: 佳丽 时间: 2006-7-14 08:20
在4年以前有人邀請我去設計壓鑄模具。到幾個廠參觀後就放棄了。那個確實很難，後來選擇了塑膠模具。那個廠主要生產摩托發動機，也有日本人在裡面工作。沒想到現在還廣泛運用電子產品，遮是一個好貼呀，以前我錯過了學習的機會，現在來不上呀。

作者: begger 时间: 2006-7-14 09:06
楼主的东西都不能下载了,希望重新上传

作者: sxshuai 时间: 2006-8-20 20:26
为什么下载不了啊？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？希望楼主能重新上传！

作者: raobodong 时间: 2006-8-25 13:39
楼主三年前上传的东西，现在下载不了了。
楼主看到请发给我，rbd1868@21cn.com
谢谢！

作者: zanfen05 时间: 2010-4-13 13:38
下载不了，

作者: cjdbd_16 时间: 2010-7-30 22:12
我也需要这方面的资料，手头正有一个镁合金的产品在搞。

作者: mxxs 时间: 2010-11-14 14:12
看不见附件哦！顶一下。。。

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