在大多數情況下,鎂合金壓鑄生產的產品與其他合金壓鑄件相類似。鎂合金壓鑄模具也和鋁、鋅合金壓鑄模相似。但是由于鎂合金不同于鋁合金的一些特性,在設計壓鑄模時給予充分考慮,才能設計出合理的壓鑄模具,從而高效、經濟地生產鎂合金壓鑄件。
一、鎂合金的特性
① 質輕 鎂的比重只有1.8G/CM3,鋁合金的比重為2.7G/CM3,鎂合金比鋁合金輕30%,比鋼輕80%。所以,汽車及手提電子產品中鎂合金已成為零件制造成理想材料。
② 強度 鎂合金在金屬及塑料等工程材料中,具有極佳的強度/重量比。
③ 壓鑄性 在保持良好的結構條件下,鎂合金允許鑄件壁厚最小達到0.6mm,這是塑料在相同強度下無法達到的。鋁合金的壓鑄性能也要在1.2-1.5mm以上時才能與鎂合金相比。鎂合金較易壓鑄成型,適合大批量壓鑄生產(生產速度可達鋁的1.5倍)。此外,鎂合金模的磨損也較鋁為低。
④ 減震 鎂有極好的滯彈吸震性能,可吸收震動和噪音,用作設備機殼可減少噪音傳遞、預防沖擊和防止凹陷損壞。
⑤ 剛性 鎂的剛性為鋁的2倍并比大部分塑膠為高。鎂有良好的抗應力阻力。
⑥ 高電磁干擾屏障 鎂合金有良好的阻隔電磁波功能,適合生產電子產品。
⑦ 良好的切削性能 鎂比鋁和鋅有更好的切削性,使鎂成為更易切削加工的金屬材料。
⑧ 鎂合金的比熱容較小,合金液的冷卻速度快。
⑨ 鎂合金和模具鋼材的親和力小,不易粘附模具。
根據鎂合金的以上特性,下面將鎂合金和鋁合金在設計制作上作一些對比。
二、模具設計
壓鑄模具是一種復雜的設備,須完成多項功能。其決定零件的大體幾何形狀,并對每啤貨之間尺寸偏差有重要影響。使用固定或移動的芯子增加了壓鑄的靈活性,可以壓鑄出復雜的較精密外形的零件。流道和水口系統的幾何形狀決定模具的填充性能。模具的熱條件決定零件固化用及其微觀結構和品質。在大量生產時,模具的導熱性能決定周期時間。并且模具具有壓鑄件頂出系統。
三、模具材料
模具組成模穴的部分和熔化金屬直接接觸,必須由能經受熱沖擊的鋼材料制成。最常用的是H13鋼或和其具有相似性能的材料。為保證大量啤貨以后的表面質量,必須使用含硫量的優質鋼材。為改善機械加工性能,供應模具制造商的鋼材通常處于具有球形碳顆粒的軟化退火狀態。在機械加工以后,模穴部分經過淬火及退火,使硬度在46-48HRC范圍以內。
只有模具的模穴部分和特殊零件才需要使用H13鋼,這些部分一般占整個模具重量的20-30%。模具的其它部分使用低碳鋼的中碳鋼制造。對于幾何開關相對簡單的較小壓鑄件,以常使用標準化模塊的模具。
鎂合金和鋁合金相比具有更低的熱容,其鐵含量也很低。因此模具具有更長的壽命。