В категориях технологий смертельного литья магний — это относительно новое достижение, которое поддерживает современную обрабатывающую промышленность, где низковесная и высокопрочная материя.
Сегодня в Moldie мы расскажем, как работает эта технология литья под давлением, почему важны конкретные магниевые сплавы и как проектные решения влияют на применение, стоимость и характеристики изделий.
Поймите, магний умирает — в чем разница?
Хотя цинковое и алюминиевое литьё под давлением стали промышленными процессами в начале 20-го века, коммерческое применение литья магния получило заметное распространение лишь во второй половине 20-го века. Этому способствовал спрос военной и аэрокосмической отраслей на лёгкие и прочные компоненты.
По основным принципам литьё магния под давлением схоже с другими процессами литья: расплавленный магниевый сплав под давлением впрыскивают в стальную пресс-форму. Однако свойства магния и его сплавов придают процессу особые характеристики.
На практике, однако, магний умирает от алюминия и цинка в нескольких практических отношениях, потому что магний имеет низкие температуры плавления, легко течет и быстро охлаждается, что поддерживает более короткий цикл времени.
Короче говоря, цинк обладает прекрасной деталью, но добавляет больше веса.
| Особенность | магний | Алюминия | Синк |
|---|---|---|---|
| Плотность | Очень низкий | Средний | Высокий |
| Типичная камера | Горячий | Холодный | Горячий |
| Время цикла | Короткая | Средний | Короткая |
| Частичный вес | Легкие | Умеренный | Тяжелые |
По сравнению с другими методами умирания, магний работает лучше, когда сокращение веса и скорость являются наиболее важными.
Магнезийные сплавы, используемые в кастинге смерти
Существует огромное разнообразие сплавов магния, и у каждого из них есть свои уникальные особенности. Здесь мы обобщим некоторые из общих типов на основе этих характеристик.
Общие цели и высокопрочные сплавы
Для жилых помещений, обложек и структурных частей, где ключевое значение имеет баланс прочности, кастрируемости и поверхностного окончания. AZ91D является наиболее широко используемым сплавом. Отличный поток и хорошая сила; идеально для потребительских электронных корпусов, обложек и общих компонентов.
Высокое качество и безопасность — критические сплавы
Используются в тех случаях, когда приоритетное значение имеют поглощение энергии и сопротивление ударному воздействию, такие, как компоненты, обеспечивающие безопасность автомобилей.
- AM60/AM60B: более высокая степень индукционности, чем AZ91D. Общая для рулевых колес, рамок сидений и внутренних структурных частей.
- AM50: по свойствам близок к AM60, но обладает немного меньшей прочностью и более высокой ударостойкостью; используется в компонентах, подверженных ударным нагрузкам.
- AM20: Для деталей с низкой нагрузкой, для которых требуется максимальная жесткость и износоустойчивость.
Повышенные временные и стойкие сплавы
Подходит для применения вблизи двигателей, трансмиссий и других источников сильного нагрева. Сплавы AE42 и AS41 / AS41B выдерживают более высокие рабочие температуры; AS41B обладает повышенной стойкостью к ползучести по сравнению с AS41.
Вот карта, которая поможет вам сканировать эти типы сплавов:
| Сплав | Категория | Использование ключа | Основные преимущества |
|---|---|---|---|
| AZ91D | Общая цель | Жилье, крышки, потребительские части | Лучший в целом: прочность + поток |
| AM60/AM60B | Высокое качество | Запасные части (рулевые колеса, рамы сидений) | Высокая производительность, поглощение энергии |
| AM50 | Высокое качество | Заряженные в удар части | Жесткость, сопротивление удару |
| AM20 | Высокое качество | Детали низкой нагрузки, высокопрочные | Максимальная износоустойчивость |
| AE42/AS41 | Высокотемпература | Рядом с двигателями/приводами | Стойкость к воздействию тепла и ползучести |
Процесс < < капец за шагом > >
Процесс отсеивания магния оптимизирован, чтобы использовать уникальные преимущества металла — как его прекрасная подвижность и низкая температура плавления, — одновременно смягчая его специфические проблемы, такие как риск окисления.
Подготовка и отопление при дожди
Прекрасная жидкость и быстрое отвердение магнеза требуют точного регулирования температуры смерти. Умерения предварительно нагреваются до более высокой, более единообразной температуры (как правило, 250-400°C) по сравнению с алюминием. Это предотвращает преждевременное охлаждение расплавленного металла, что необходимо для заполнения тонких слоев стенки и достижения гладкой поверхностной отделки.
Многие производители используют тепловые изображения для мониторинга смерти.
Тонкая, даже смазка применяется не только для высвобождения помощи, но и для создания защитного барьера, уменьшающего риск пайки (прилепления) магния на смертельную сталь.
Впрыск: преимущества горячей камеры
В большинстве мелких или средних литьев для литания магния используются машины с горячими камерами, однако крупные части или специальные сплавы магния по-прежнему могут подвергаться воздействию холодного литья в камере. Механизм инжекции находится под водой в ванне расплавленного магния, что позволяет:
- Более быстрое время цикла (отсутствие необходимости в переносе металла из отдельной печи).
- Снижение теплоотдачи и улучшение температурной стабильности.
- Более высокая точность контроля объёма впрыска.
Еще одна специальная процедура, применяемая во время переноса и инжекции расплавленного магния, — это специализированная защита газового покрытия, поскольку магний может быть весьма реактивным и летучим, а процесс окисления может испортить работу или даже создать угрозу безопасности.
Наконец, благодаря низкой вязкости и отличной текучести магний заполняет пресс-форму значительно быстрее алюминия. Это позволяет отливать сложные тонкостенные детали толщиной до 0.5 mm с исключительной детализацией.
Охлаждение и охлаждение
Второй этап всего процесса — это охлаждение магния. Поскольку магний охлаждается и затвердевает значительно быстрее алюминия, это приводит к сокращению общего времени цикла, которое делает его экономически привлекательным.
Однако высокая скорость сокращения магния определяет, что давление в камере должно поддерживаться, поскольку оно крайне важно для сведения к минимуму пористости и обеспечения пространственной точности и частичной прочности.
Вытяжка, обрезка и завершение
Остальная процедура после обработки может быть завершена в следующие три этапа:
- Утечка: Части легко выбрасываются из-за низкого уровня затвердевания магния и минимальной тенденции к вымиранию стали (когда смазка правильная). Это уменьшает силу выброса и уменьшает частичное искажение или повреждение поверхности.
- Обрезка: Прекрасная махинация магниевых сплавов делает врата и переливы чистыми и эффективными с меньшим износом инструментов по сравнению с алюминием.
- Отделка: изначально гладкая поверхность магниевой детали «как отлито» часто требует меньше дополнительной обработки. При необходимости материал хорошо принимает покрытия и анодирование, однако из-за своей реактивности он нуждается в тщательной очистке и подготовке поверхности.
Преимущества и характеристики результатов работы
Детали из литого под давлением магниевого сплава сочетают малую массу с высокими механическими характеристиками и полезными функциональными свойствами. Эти качества подходят для конструкций, которым необходимы прочность, стабильность и надёжная работа при воздействии тепла, нагрузок и электромагнитных помех.
Соотношение " сила к "
Среди конструкционных металлов магний обеспечивает одно из самых высоких отношений прочности к массе. Необработанный магний примерно на 35% легче алюминия, а детали из магниевого сплава могут иметь впечатляющую прочность на растяжение от 150 до 250 MPa.
Директорные магниевые сплавы также обеспечивают хорошую износоустойчивость, которая позволяет частям поглощать удар без трещин.
Сопротивление коррозии
Современные магниевые сплавы обеспечивают надежное коррозиевое сопротивление в сочетании с надлежащей конструкцией и защитой поверхности.
Производители часто наносят анодные, конверсионные или лакокрасочные покрытия. Эти слои защищают детали, используемые в транспортных средствах, электронике и уличном оборудовании. Благодаря такой обработке магний хорошо работает во влажных условиях и при умеренном коррозионном воздействии.
Теплопроводность и теплодисперсия
Сплавы магния обеспечивают твердое теплопроводие, которое поддерживает быстрое и даже тепловое рассеяние. Эта функция помогает уменьшить тепловое напряжение и защитить компоненты, генерирующие тепло во время эксплуатации, такие, как моторы, энергетические инструменты и электронные кожухи. Кроме того, она поддерживает более жесткую упаковку, поскольку конструкторы меньше полагаются на дополнительные охлаждающие аппараты.
Щит RFI и другие функциональные свойства
Магнезийные глушители обеспечивают эффективную защиту RFI из-за электропроводности. Добавление, сделанное из электромагнитных помех магния, которые могут нарушить чувствительные электроники. Это устройство поддерживает стабильную эффективность сигнала в устройствах, таких как портативные компьютеры, блоки управления и системы связи.
Литьё магниевых сплавов также обеспечивает хорошую обрабатываемость и размерную стабильность. Благодаря этому можно получать точные элементы без трудоёмкой дополнительной обработки, экономя время и средства и сохраняя жёсткие допуски при эксплуатации, даже при изменениях температуры.
Применение магния
Производители выбирают литьё магния под давлением, когда им нужны прочные, точные и лёгкие детали в больших объёмах. Этот процесс подходит для сложных форм, тонких стенок и жёстких допусков в самых разных отраслях.
Компоненты электромобилей
Быстро растущий рынок электромобилей в последние годы стал одним из наиболее заметных факторов развития отрасли литья магния под давлением. Автопроизводители используют литые магниевые детали для снижения массы транспортных средств без потери прочности, что увеличивает запас хода и энергоэффективность электромобилей. К распространённым деталям относятся корпуса аккумуляторов, крышки двигателей, корпуса инверторов и конструкционные кронштейны.
магний хорошо работает для элементов сиденья и внутренних опор.
В гибридных системах некоторые компоненты двигателя и трансмиссии также изготавливают из магния. Эти детали выигрывают от точного литья и хорошего отвода тепла. Защитные покрытия предотвращают коррозию и продлевают срок службы.
Ключевые виды использования ЭМ
- Хранилища аккумуляторных батарей и электроники
- рамы сидений и внутренние конструкции
- Крышки двигателя, коробки передач и силового агрегата
Потребительская электроника и энергетические инструменты
Литые под давлением магниевые детали используются в бытовой электронике для создания тонких и жёстких корпусов. В ноутбуках, планшетах и портативных устройствах магниевые рамки помогают снизить массу и одновременно сопротивляться изгибу. Этот материал также способствует отводу тепла от процессоров и аккумуляторов.
Инструменты питания используют магний для корпусов передач, моторных рамок и рукояток. Эти детали уменьшают вес инструмента, что уменьшает усталость пользователей при выполнении длительных задач. Высокая точность позволяет плотно регулировать передачу и бесперебойно работать.
Заводы-изготовители также оценивают продолжительность быстрых циклов и чистые поверхностные отделки, которые способствуют производству больших объемов продукции и сокращению объема работ после переработки.
Общие продукты
- Ноутбук и планшеты
- Камеры и аудиоаппаратура
- Контейнеры и моторные рамы силовых установок
Специализированные и таможенные виды применения
Аэрокосмические фирмы используют магний для отсеивания аэрокосмических компонентов, в которых материальная масса имеет значение. Такие части, как скобки, жилые помещения и вспомогательные конструкции, помогают снизить общую массу системы.
Изготовители промышленного оборудования используют магний для специальных кожухов и конструкционных частей. Эти легкие детали позволяют улучшить обработку и уменьшить грузоподъемность. Конструкторы также используют магний, когда они нуждаются в сложных формах, которые не могут легко сформировать другие металлы.
Заводы-изготовители могут корректировать или заканчивать откидные части с меньшим усилием и меньшим износом инструментов.
