В категориите на технологията за леене под налягане, магнезиево леене под налягане е сравнително ново развитие, което подкрепя съвременното производство, където ниското тегло и високата якост са от значение.
Днес в Moldie ще ви покажем как работи тази техника за леене под налягане, защо специфичните магнезиеви сплави са важни и как дизайнерските решения влияят върху приложенията, цената и производителността.
Разберете магнезиевото леене под налягане – какви са разликите
Леенето под налягане с магнезий има сравнително нова история в сравнение с по-дълго установените методи. леене под налягане с цинк и алуминий бяха индустриализирани в началото на 20-ти век, търговската употреба на магнезий започва да набира значителна скорост едва през втората половина на 20-ти век, обусловена от военните и аерокосмическите изисквания за леки и здрави компоненти.
По основни принципи, магнезиевото леене под налягане е подобно на другите процеси на леене под налягане които инжектират разтопена магнезиева сплав в стоманена форма под налягане. Характеристиките на магнезия и неговите сплави обаче водят до уникални характеристики.
На практика обаче, леенето под налягане на магнезий се различава от леенето под налягане на алуминий и цинк по няколко практически начина, тъй като магнезият има ниски точки на топене, тече лесно и се охлажда бързо, което спомага за по-кратки цикли на работа.
Накратко, цинкът предлага отлични детайли, но добавя повече тегло. Магнезият намалява масата, като същевременно запазва отлична здравина.
| Особеност | Магнезий | Алуминий | цинк |
|---|---|---|---|
| Плътност | Много ниско | Среден | Високо |
| Типична камера | Hot | Студ | Hot |
| цикъл време | Къс | Среден | Къс |
| Частично тегло | Светло | Умерена | Тежък |
В сравнение с други методи за леене под налягане, магнезият работи най-добре, когато намаляването на теглото и скоростта са най-важни.
Магнезиеви сплави, използвани при леене под налягане
Съществува огромно разнообразие от магнезиеви сплави и всяка от тях има своите уникални характеристики. Тук ще обобщим някои от често срещаните видове въз основа на тези характеристики.
Сплави за общо предназначение и високоякостни сплави
За корпуси, капаци и структурни части, където балансът между здравина, лееемост и повърхностна обработка е ключов. AZ91D е най-широко използваната сплав. Отлична течливост и добра якост; идеална за корпуси, капаци и общи компоненти за потребителска електроника.
Високопластични и критични за безопасността сплави
Използват се там, където абсорбцията на енергия и устойчивостта на удар са приоритет, като например компонентите за автомобилна безопасност. Има основно три вида с един подвариант.
- AM60 / AM60BПо-висока пластичност от AZ91D. Често срещан при волани, рамки на седалки и вътрешни структурни части.
- AM50Подобно на AM60 с малко по-ниска якост, но по-висока устойчивост на удар; използва се в компоненти, натоварени с удар.
- AM20За части с ниско натоварване, където се изисква максимална здравина и пластичност.
Сплави, устойчиви на повишена температура и пълзене
Подходящ за приложения в близост до двигатели, трансмисии или други среди с висока температура. Сплави AE42 и AS41 / AS41B може да издържи на по-високи работни температури, като AS41B предлага подобрена устойчивост на пълзене в сравнение с AS41.
Ето една таблица, която ще ви помогне да прегледате тези видове сплави:
| Сплав | категория | Използване на ключ | Основна полза |
|---|---|---|---|
| AZ91D | С общо предназначение | Корпуси, капаци, потребителски части | Най-доброто във всички отношения: сила + плавност |
| AM60 / AM60B | Висока пластичност | Предпазни части (волани, рамки на седалки) | Висока пластичност, абсорбция на енергия |
| AM50 | Висока пластичност | Ударно натоварени части | Здравина, устойчивост на удар |
| AM20 | Висока пластичност | Части с ниско натоварване и висока здравина | Максимална пластичност |
| AE42 / AS41 | Висока температура | Близо до двигатели/трансмисии | Устойчивост на топлина и пълзене |
Стъпка по стъпка процес на леене под налягане с магнезий
Процесът на леене под налягане на магнезий е оптимизиран, за да се възползва от уникалните предимства на метала – като отличната му течливост и ниската точка на топене – като същевременно смекчава специфичните му предизвикателства, като например риска от окисляване.
Подготовка и нагряване на матрици
Магнезий отлична течливост и бързо втвърдяване изискват прецизно управление на температурата на матрицата. Матриците се загряват предварително до по-висока и по-равномерна температура (обикновено 250-400°C) в сравнение с алуминия. Това предотвратява преждевременното охлаждане на разтопения метал, което е от съществено значение за запълването на тънкостенни профили и постигането на гладка повърхностна обработка.
Много производители използват термовизионно изображение за наблюдение на матрицата. За магнезия, идентифицирането и елиминирането на „студени точки“ е от решаващо значение за предотвратяване на грешки и осигуряване на равномерно пълнене.
Тънък, равномерен слой смазка се нанася не само за да се подпомогне освобождаването, но и за да се осигури защитна бариера, намалявайки риска от запояване (залепване) на магнезий към стоманата на матрицата.
Инжектиране: Предимството на горещата камера
Магнезиево леене под налягане използва машини с гореща камера в повечето малки до средни по размер леярски продукти, но големи части или специални магнезиеви сплави все още могат да бъдат подложени на леене под налягане в студена камера. Механизмът за шприцване е потопен във вана с разтопен магнезий, което позволява:
- По-бързи времена на цикъл (няма нужда от прехвърляне на метал от отделна пещ).
- Намалени топлинни загуби и по-добра температурна стабилност.
- По-висока прецизност при контрол на силата на звука на впръскването.
Друга специална процедура по време на прехвърлянето и инжектирането на разтопения магнезий е специализираната защита от защитещ газ, тъй като магнезият може да бъде силно реактивен и летлив, а процесът му на окисление може да повреди детайла или дори да представлява опасност за безопасността.
Накрая, поради своята нисък вискозитет и превъзходни характеристики на течливост, магнезият запълва матрицата значително по-бързо от алуминия. Това позволява леенето на сложни, тънкостенни части (тънки до 0.5 мм) с изключителна детайлност.
Втвърдяване и охлаждане
Предпоследният етап от целия процес е охлаждането на детайла. Тъй като магнезият охлажда се и се втвърдява значително по-бързо отколкото алуминий. Това води до по-кратки общи цикли, което го прави икономически привлекателен.
Въпреки това, магнезият висок процент на свиване определя, че налягането в камерата трябва да се поддържа, тъй като е от решаващо значение да се сведе до минимум порьозността и да се осигури точност на размерите и здравина на детайлите.
Изхвърляне, подрязване и довършителни работи
Останалата част от процедурата за последваща обработка може да се осъществи в тези три стъпки:
- Изтласкване: Частите се изхвърлят лесно благодарение на магнезия ниско свиване при втвърдяване и минимална склонност към залепване към стоманени матрици (когато смазването е правилно). Това намалява силата на изхвърляне и минимизира деформацията на детайлите или повредата на повърхността.
- Подрязване: - отлична обработваемост на магнезиеви сплави Прави подрязващите отвори и преливници чисти и ефикасни, с по-малко износване на инструмента в сравнение с алуминия.
- Степен на завършеност: - присъщо гладка повърхност „както е отлята“ Магнезият често изисква по-малко вторична обработка. Когато е необходимо, той приема добре покрития и анодиране, но правилното Почистването и подготовката на повърхността са от съществено значение поради реактивния му характер.
Предимства и характеристики на производителността
Магнезиевите ляти под налягане части съчетават ниско тегло със силни механични характеристики и полезни функционални свойства. Тези характеристики са в основата на конструкции, които се нуждаят от здравина, стабилност и надеждна работа при топлина, напрежение и електронни смущения.
Съотношение сила към тегло
Магнезият предлага едно от най-високите съотношения якост към тегло сред структурните метали. Суровият магнезий тежи около 35% по-малко от алуминия, докато частите от магнезиеви сплави могат да осигурят впечатляваща якост на опън между 150 и 250 MPa.
Магнезиевите сплави, отливани под налягане, също осигуряват добри еластичност, което позволява на частите да поемат удара без напукване. Това свойство е ценено в автомобилното и ръчното оборудване.
Устойчивост на корозия
Съвременните магнезиеви сплави осигуряват надеждност устойчивост на корозия когато е съчетано с правилен дизайн и защита на повърхността. Легиращи елементи като алуминий и манган спомагат за забавяне на корозията в нормални среди.
Производителите често добавят покрития като анодиране, конверсионни покрития или бояджийски системи. Тези слоеве защитават частите, използвани в превозни средства, електроника и оборудване за външна употреба. С тези обработки магнезият се представя добре във влажни или леко корозивни условия.
Топлопроводимост и разсейване на топлината
Магнезиевите сплави осигуряват солидна топлопроводимост, който поддържа бързо и равномерно разсейване на топлинатаТази функция помага за намаляване на термичното напрежение и защита на компонентите, които генерират топлина по време на работа, като например двигатели, електрически инструменти и корпуси за електроника. Освен това, тя поддържа и по-плътно опаковане, тъй като дизайнерите разчитат по-малко на допълнителен охлаждащ хардуер.
RFI екраниране и други функционални свойства
Магнезиевите отливки под налягане предлагат ефективни RFI екраниране поради тяхната електрическа проводимост. Корпусите, изработени от магнезий, блокират електромагнитните смущения, които могат да нарушат чувствителна електроника. Това свойство поддържа стабилна работа на сигнала в устройства като лаптопи, контролни устройства и комуникационни системи.
Отливането на магнезиеви сплави също предлага добра обработваемост и размерна стабилностТази характеристика позволява прецизни характеристики без тежка вторична обработка, спестявайки време и разходи, като същевременно гарантира, че частите поддържат строги допуски по време на употреба, дори при температурни промени.
Приложения на магнезиево леене под налягане
Производителите използват магнезиево леене под налягане, когато се нуждаят от здрави, прецизни и леки части в големи обеми. Процесът поддържа сложни форми, тънки стени и строги допуски в много индустрии.
Компоненти за електрически превозни средства
Процъфтяващият пазар на електрически превозни средства през последните години е може би един от най-важните двигатели за индустрията за леене под налягане на магнезий. Автомобилните производители използват магнезиеви ляти части да се намали теглото на автомобила без загуба на здравина, което подобрява пробега и енергийната ефективност в електромобилитеОбщите части включват корпуси за батерии, капаци на двигатели, корпуси на инвертори и структурни скоби.
Магнезият действа добре за компоненти на седалката и вътрешни опори. Тези части трябва да издържат на повтарящи се натоварвания, като същевременно останат леки.
някои компоненти на двигателя и трансмисията В хибридните системи също се използва магнезий. Тези части се възползват от прецизното леене и добрия топлопроводимост. Повърхностните покрития ги предпазват от корозия и удължават експлоатационния живот.
Ключови приложения на електрическите превозни средства
- Корпуси за батерии и електроника
- Рамки на седалките и вътрешни конструкции
- Капаци на двигателя, скоростната кутия и силовото предаване
Потребителска електроника и електрически инструменти
Потребителската електроника разчита на магнезиево леене под налягане за тънки и твърди корпуси. Лаптопите, таблетите и преносимите устройства използват магнезиеви рамки, за да останат леки, като същевременно са устойчиви на огъване. Материалът също така помага за управление на топлината от процесорите и батериите.
Електрически инструменти Използвайте магнезий за корпусите на зъбните колела, рамките на двигателите и дръжките. Тези части намаляват теглото на инструмента, което намалява умората на потребителя по време на продължителни задачи. Високата точност на размерите позволява точно подравняване на зъбните колела и плавна работа.
Производителите също ценят бързите цикли и чистите повърхностни покрития. Тези качества подпомагат производството на големи обеми и намаляват работата по последваща обработка.
Често срещани продукти
- Рамки за лаптопи и таблети
- Корпуси на камери и аудио оборудване
- Корпуси за електрически инструменти и рамки за двигатели
Специализирани и персонализирани приложения
Аерокосмическите фирми използват магнезиево леене под налягане за аерокосмически компоненти където спестяването на тегло е от значение. Части като скоби, корпуси и носещи конструкции спомагат за намаляване на общата маса на системата. Внимателният избор на сплави и покрития отговаря на нуждите от корозия и безопасност.
Производителите на промишлено оборудване използват магнезий за персонализирани корпуси и структурни части. Тези леки части подобряват обработката и намаляват теглото при транспортиране. Дизайнерите използват магнезий и когато се нуждаят от сложни форми, които други метали не могат лесно да оформят.
Малкосерийните или специализирани проекти често се възползват от обработваемостта на магнезия. Производителите могат да регулират или обработват отливки с по-малко усилия и по-ниско износване на инструмента.
