Сред технологиите за леене под налягане леенето на магнезий е сравнително ново развитие, което подпомага съвременното производство, когато ниското тегло и високата якост са важни.
Днес в Moldie ще ви покажем как работи тази техника за леене под налягане, защо са важни конкретните магнезиеви сплави и как решенията при проектирането влияят върху приложенията, разходите и работните характеристики.
Леене на магнезий под налягане: какви са разликите?
Магнезиевият кастинг има сравнително скорошна история в сравнение с по-дълго утвърдени методи. Докато цинк и алуминиев кастинг са били индустриализирани в началото на 20-ти век, търговското използване на магнезий едва започва да придобива значителна сила през последната половина на 20-ти век, задвижвани от военните и аерокосмическите изисквания за леки, силни компоненти.
В основата си леенето на магнезий под налягане е подобно на други процеси, при които разтопена магнезиева сплав се впръсква под налягане в стоманена матрица. Свойствата на магнезия и сплавите му обаче придават на процеса специфични особености.
На практика леенето на магнезий под налягане се различава от леенето на алуминий и цинк по няколко начина: магнезият има ниска температура на топене, тече лесно и се охлажда бързо, което позволява по-кратки цикли.
Накратко, цинк предлага отличен детайл, но добавя повече тегло. Магнезий намалява масата, докато поддържа отлична сила.
| Характеристика | Магнезий | Алуминий | Цинк |
|---|---|---|---|
| Густота | Много ниско | Среден | Висок |
| Типична камера | Горещо | Студено | Горещо |
| Време за цикъл | Накратко | Среден | Накратко |
| Частично тегло | Светло | Средни | Тежко |
В сравнение с други методи за леене под налягане магнезият е най-подходящ, когато намаляването на теглото и скоростта са най-важни.
Магнезиеви сплави, използвани за леене под налягане
Има огромно разнообразие от магнезиеви сплави, и всяка от тях има своите уникални характеристики. Тук ние ще генерализира някои от общите видове, базирани на тези характеристики.
Генерал-Пурпозе & Високострентни алои
За корпуси, капаци и конструктивни части, при които са важни балансът между якост, леярски свойства и качество на повърхността, най-често се използва AZ91D. Тя има отлична течливост и добра якост и е подходяща за корпуси и капаци на потребителска електроника, както и за компоненти с общо предназначение.
Висока дуктилност & безопасни и критични съюзници
Използва се, когато абсорбирането на енергията и устойчивостта на въздействието са приоритети, като компонентите за автомобилна безопасност.
- AM60 / AM60B: По-висока водопроводност от AZ91D. Обща в кормилни колела, седални рамки и вътрешни структурни части.
- AM50: Подобно на AM60 с леко по-ниска сила, но по-висока устойчивост на удар; използва се в ударни компоненти.
- AM20: За части с нисък товар, където са необходими максимална твърдост и водопроводност.
Повишаване на температурата & Изключителни алои
Подходящ за приложения в близост до двигатели, предавания или други високотоплинни среди. AE42 & AS41 / AS41B сплави могат да се справят с по-високи работни температури, като AS41B предлага по-добра устойчивост на маникюра над AS41.
Тук е графика, която ви помага да сканирате тези сплави:
| Алой | Категория | Използване на ключ | Основни ползи |
|---|---|---|---|
| AZ91D | Генерал-Пурпоза | Жилища, покрития, потребителски части | Най-добър всички кръгове: сила + поток |
| АМ60 / АМ60Б | Висока дуктилност | Части за безопасност (столни колела, седални рамки) | Висока водопроводност, абсорбция на енергия |
| АМ50 | Висока дуктилност | Части, натоварени с въздействие | Твърдота, устойчивост на удара |
| АМ20 | Висока дуктилност | Части с ниска тежест | Максимална допустимост |
| АЕ42 / АС41 | Висока температура | В близост до двигатели/предаватели | Топлинна & съпротивление на маникюр |
Стъпка по стъпка: процесът на леене на магнезий под налягане
Процесът на кастинг от магнезий се оптимизира, за да се използват уникалните предимства на метала – като отличната му течностност и ниската точка на топене – докато се облекчават специфичните му предизвикателства, като например рискът от окисляване.
Умри подготовка & отопление
Отличната течливост и бързото втвърдяване на магнезия изискват прецизен контрол на температурата на матрицата. В сравнение с матриците за алуминий, те се загряват предварително до по-висока и по-равномерна температура (обикновено 250-400°C). Това предотвратява преждевременното охлаждане на разтопения метал, което е важно за запълване на тънкостенни участъци и постигане на гладка повърхност.
За магнезий, идентифициране и елиминиране на „хладни петна“ е от решаващо значение за предотвратяване на грешки и гарантиране на последователно запълване.
Нанася се тънък и равномерен слой смазка не само за улесняване на изваждането, но и за осигуряване на защитна бариера, която намалява риска магнезият да се запои (залепне) към стоманата на матрицата.
Инжекции: Предност на горещата камера
За повечето малки и средни отливки от магнезий се използват машини с гореща камера, но за големи детайли или специални магнезиеви сплави може да се прилага леене с машина със студена камера. Инжекционният механизъм е потопен в съд с разтопен магнезий, което позволява:
- Време на по-бърз цикъл (не е необходимо да се прехвърля метал от отделна пещ).
- Намалена топлинна загуба и по-добра температура стабилност.
- По-прецизен контрол на обема на впръскване.
Друга специална процедура по време на прехвърлянето и инжектирането на разтопения магнезий е специализирано покриване на газовите щитове, тъй като магнезийът може да бъде силно реактивен и нестабилен, а неговият процес на окисляване може да разруши произведението или дори да представлява опасност за безопасност.
И накрая, благодарение на ниския вискозитет и отличната течливост магнезият запълва матрицата значително по-бързо от алуминия. Това позволява отливане на сложни тънкостенни детайли (с дебелина до 0.5 mm) с изключително фини елементи.
Солидификация & охлаждане
Вторият до последен етап от целия процес е охлаждането на произведението. Тъй като магнезий охлажда и затвърди значително по-бързо от алуминий. Това води до по-кратък общ цикъл времена, които го правят икономически атрактивен.
Въпреки това, високата скорост на свиване на магнезий определя, че налягането в камерата трябва да се задържи, тъй като е от решаващо значение да се минимизира подреждането и да се осигури измерение точност и част от силата.
Изхвърлете, подрязване на & amp; завършване
Останалата част от процедурата след обработката може да бъде завършена в тези три стъпки:
- Изваждане: Детайлите се освобождават лесно благодарение на ниското свиване на магнезия при втвърдяване и минималната му склонност да залепва за стоманените матрици (при правилно смазване). Това намалява силата за изваждане и ограничава изкривяването или повредите по повърхността.
- Подрязване: Отличната скулптура на магнезиевите сплави прави порязване на порти и прелива чиста и ефикасна, с по-малко износване на инструменти в сравнение с алуминий.
- Завършване: Несъзнателно гладката „каст“ повърхност на магнезий често изисква по-малко вторично завършване. При необходимост приема покрития и анодиране добре, но правилното почистване и повърхностна подготовка са от съществено значение поради реактивния си характер.
Предимства и характеристики на ефективността
Магнезиевите отливки под налягане съчетават ниско тегло с високи механични показатели и полезни функционални свойства. Тези характеристики са подходящи за конструкции, които изискват якост, стабилност и надеждна работа при топлина, натоварване и електронни смущения.
Съотношение на сила към тегло
Магнезий предлага една от най-високите нива на тегло сред структурните метали. Суровият магнезий тежи около 35% по-малко от алуминий, докато магнезиевите сплави части могат да осигурят впечатляваща напрегната сила между 150 и 250 MPa.
Отливките от магнезиеви сплави под налягане имат и добра пластичност, която позволява на детайлите да поемат удар без напукване. Това свойство е ценено в автомобилните приложения и ръчните уреди.
Устойчивост на корозия
Съвременните магнезиеви сплави осигуряват надеждна корозия, когато са съчетани с правилната конструкция и повърхностна защита. Разпределящите елементи като алуминий и манган помагат за бавна корозия в нормалните среди.
Производителите често добавят покрития като анодизиране, преобразуване покрития, или бои системи. Тези слоеве защитават части, използвани в превозни средства, електроника и открито оборудване. С тези лечения, магнезий действа добре в влажни или леко корозивни условия.
Термопроводоспособност и разсейване на топлината
Магнезиевите сплави осигуряват твърда топлинна проводимост, която поддържа бързо и дори разсейване на топлината. Тази характеристика помага за намаляване на термичния стрес и за защита на компонентите, които генерират топлина по време на работа, като двигатели, електроинструменти и електронни корпуси.
RFI защита и други функционални свойства
Магнезиевите отливки предлагат ефективно RFI щитове поради тяхната електрическа проводимост. Заключения, направени от магнезиев блок електромагнитна намеса, които могат да нарушат чувствителната електроника. Това свойство поддържа стабилната ефективност на сигнала в устройства като лаптопи, контролни единици, и комуникационни системи.
Магнезиевите сплави предлагат също добра манипулация и измерна стабилност. Тази характеристика позволява точни характеристики без тежка вторична обработка, спестяване на време и разходи, като се гарантира, че частите държат стегнати толерантности по време на употребата, дори и при промени в температурата.
Приложения на леенето на магнезий под налягане
Производителите използват кастинг от магнезий, когато се нуждаят от силни, точни и леки части в големи обеми. Процесът поддържа сложни форми, тънки стени и стегнати толерантности в много отрасли.
Електрически компоненти на превозното средство
Нарастващият пазар на електрически превозни средства през последните години е сред най-важните двигатели на индустрията за леене на магнезий под налягане. Автомобилните производители използват магнезиеви отливки, за да намалят теглото без загуба на якост и така да подобрят пробега и енергийната ефективност на електромобилите. Често произвежданите детайли включват корпуси за батерии, капаци на двигатели, корпуси на инвертори и конструктивни скоби.
Магнезий работи добре за компонентите на седалката и вътрешните поддържания. Тези части трябва да се справят с многократно натоварване, докато остават леки.
Някои двигатели и трансмисионни компоненти в хибридните системи също използват магнезий. Тези части се възползват от точния кастинг и добър топлинен поток. Повърхностните покрития ги предпазват от корозия и удължават служебния живот.
Използване на ключов EV
- Акумулаторни и електронни корпуси
- Рамки за седалки и вътрешни структури
- Моторна, скоростна кутия и електродвигатели
Потребителска електроника и електронни инструменти
Потребителската електроника разчита на леене на магнезий под налягане за тънки и твърди корпуси. Лаптопи, таблети и преносими устройства използват магнезиеви рамки, за да останат леки и същевременно устойчиви на огъване. Материалът помага и за отвеждането на топлината от процесорите и батериите.
Електрически инструменти използват магнезий за уреди, моторни рамки и дръжки. Тези части намаляват теглото на инструментите, което намалява умората на потребителя по време на дълги задачи. Високоизмерната точност позволява стегнато регулиране на предавките и гладко експлоатация.
Производителите също така ценят бързото време на цикъла и чистите повърхностни завършеци. Тези черти подкрепят производството на високи количества и намаляват следобработката.
Общи продукти
- Лаптопи и рамки за таблетки
- Телевизии за камера и аудио оборудване
- Електрически корпуси и моторни рамки
Специализирани и персонални приложения
Части като скоби, жилища и поддържащи конструкции помагат за намаляване на общата маса на системата. Внимателен избор на сплави и покрития се отнасят до корозията и нуждите от безопасност.
Индустриално оборудване производителите използват магнезий за персонални корпуси и структурни части. Тези леки части подобряват обработката и намаляване на теглото на транспорта. Дизайнерите също използват магнезий, когато се нуждаят от сложни форми, че другите метали не могат лесно да се образуват.
Производителите могат да регулират или довършват хвърляни части с по-малко усилие и по-ниско износване на инструменти.
