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鎂合金加工工藝流程

放大字體  縮小字體 發布日期:2018-02-09  瀏覽次數:643
 
核心提示:一. 重量輕,強度佳。鎂合金的強度是塑膠的二倍,因此以超薄型(厚度在2。54mm以下)筆記本電腦為例,要讓外殼達到一定的強度,鎂合金的厚只要1mm,但是塑膠殼則必須做成2mm厚。因此以同樣強度的機殼而言,鎂合金的重量不但不比塑膠重,甚至可能更輕; 二. 散熱佳,防電磁波。鎂合金的耐熱性,散熱性及電磁波遮蔽效果,三者俱佳, 可減少資訊產品因過熱而死機的頻率。不僅如此,它耐腐蝕的能力也居所有輕金屬材料(鋁,鎂,鈦)之首; 三. 可回收,符合環保趨勢。塑膠無法回收,但鎂合金是可回收后再后的輕金屬。近
 1. 認識鎂合金

一. 重量輕,強度佳。鎂合金的強度是塑膠的二倍,因此以超薄型(厚度在2。54mm以下)筆記本電腦為例,要讓外殼達到一定的強度,鎂合金的厚只要1mm,但是塑膠殼則必須做成2mm厚。因此以同樣強度的機殼而言,鎂合金的重量不但不比塑膠重,甚至可能更輕;

二. 散熱佳,防電磁波。鎂合金的耐熱性,散熱性及電磁波遮蔽效果,三者俱佳, 可減少資訊產品因過熱而死機的頻率。不僅如此,它耐腐蝕的能力也居所有輕金屬材料(鋁,鎂,鈦)之首;

三. 可回收,符合環保趨勢。塑膠無法回收,但鎂合金是可回收后再后的輕金屬。近年來許多先進國家已對資訊產品制定一定的回收率的法規,由此可見, 未來將會有更多的3C產品采用鎂合金材料。

 當“輕薄短小”變成資訊及3C產品的發展趨勢時, 鎂合金產業也成了當紅原子彈,將來也極有可能取代塑膠原料,成為資訊產品的標準機殼原材料。鎂合金應用于3C產品起始于日本。1998年,日本廠商開始在各種可攜式產品(如PDA,NB,手機)采用鎂合金材質。 

 

2.  產品特性

 一.鎂合金材料簡介:根據美國金屬協會(ASM)定義輕金屬材料為鋁、鎂、鈦三種金屬及其合金。而根據這三種輕金屬的材料特性來分析,可發現輕合金材料具有制震性強、機械加工性優,且具回收性、輕量化/省能化、防EMI、耐蝕性佳、工程作業性佳、設計彈性化(一體型零件/快速制造、組裝、拆解回收;具多樣性之制程及表面處理應用技術)、高質感/時尚感等,而廣泛用于運輸工具、航天、國防、石化、能源、包裝、信息電子與營建業等;特別是鎂合金方面,由于比重低(質輕,鎂合金比重僅1.8,已經接近工程塑料1.2-1.7)且強度足(質硬),加上加工性優、質感佳與熱傳導快(散熱佳優于鋁、鈦),不僅已經逐漸取代工程塑料,同時且替代原有鋁合金產品,而廣泛應用于筆記性計算機、PDA、手機等攜帶式裝置(Hand-Held),據了解2000年已有1/3左右筆記型計算機改用鎂合金背板與框架,顯示該產品所具有的潛力。雖然目前鈦合金應用也逐漸普及,但是在成本、比重與熱傳導等材料的先天特性限制下,預估鎂合金產品將仍具有不可替代性,特別是在電子產品方面。

 

二.鎂合金生產制程簡介:

  目前就鎂合金的生產制程而言,由于壓鑄(Die-Casting)技術已經逐漸成熟,且無論就生產成本、設備投資與良率上,壓鑄仍具有相對競爭優勢,因此目前是以壓鑄生產方式為主流,而半固態射出成型(Semi-Solid Forming , SSF)制程目前仍難
以威脅壓鑄制程,且半固態射出成型制程仍有制程專利保護,必須支付相當比重的技術權利金使生產成本更高,但兩種生產制程間仍各有優缺點,因此隨適用產品的不同,尤其在大型零組件方面,半固態射出成型也仍具有相當的發展潛力。

 

 (1).壓鑄與半固態制程比較:就壓鑄(Die-Casting)與半固態(SSF)比較來說,主要差異在于成型時材料的狀態,壓鑄制程材料需加熱至液態,而半固態射出則類似固態熔溶狀態;由于材料加熱至液態后冷卻成型,材料在成型中就因為物理狀態改變(材料體積會因為物理狀態改變而變化),因此成型時內部材料有收縮形成空孔問題,所以半固態射出在這部分成型質量
較佳;但相對于半固態制程,由于材料以液態狀態射出壓鑄成型速度快,特別當材料接觸模具時,材料溫度急冷快速變化,若鎂合金成型產品厚度過?。?lt;1.2mm以下),則內部材料在未達應成型位置前,就會因外部急速冷卻而凝結成固態成型,導致產品成型不平均或困難,所以較不適合半固態射出成型制程;尤其當成型產品肉薄輕巧時,一方面由于需較快成型時間,所以較適合壓鑄方式成型,另一方面則由于內部厚度較小,因此即使收縮也不會產生很多或較大縮孔,對于質量影響也不大,因此以壓鑄成型制程較為有利。

 

 (2).壓鑄制程-熱室與冷室制程比較: 而就壓鑄制程而言,又可區分為冷室(Cold Chamber)壓鑄與熱室(Hot Chamber)壓鑄兩大類,而這兩大類壓鑄制程間最主要的差異,在于壓鑄制程中加壓機械設備是直接或間接施壓使材料射出于模具上;由于熱室法采件間接施壓、壓鑄設備置于鎂合金溶液內(所以叫熱室),且鎂合金導流管中材料不直接接觸空氣,所以氣卷效果較小,但相對因為間接施壓可施壓壓力也小,因此適合生產肉薄輕巧產品;相對于冷室法,由于直接施壓將材料推擠至模具端,因此容許較大型機臺,生產較大型產品;因此就目前壓鑄制程水平,熱室壓鑄法無論在成型難易度(鑄造壓力與射出速度較低)與生產速率(熱室法約30秒、冷室法需40秒較長),都較冷室壓鑄法更具有經濟性與效率性,特別適合用于生產強度厚度在1mm之下的產品,但是
由于冷室壓鑄法可以容許較大的壓鑄壓力(特別是大于800噸以上壓鑄壓力),因此也較適合于大型如汽車用零組件的生產,各種制程優缺點與設備投資、生產成本等項目比較,詳見如下的各種鎂合金制程比較表

 

 (3).生產制程總結: 就制造方式與適用產品而言,目前無論在設備周轉率、原物料成本與制造費用上,仍以壓鑄法較具經濟性與效率性,尤其在生產輕薄短小的產品零組件上,更以熱室壓鑄法法具有成本優勢;但是若生產產品面積較大(大于A4以上),則因為零組件強度的需求較高,需要使零組件設計較厚的材料厚度(厚度>1.2mm),則以冷室壓鑄法與觸變鑄造的半固態射出成型兩種方法較佳。

 
 
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