鎂合金壓鑄及製程簡介

ASTM(美國材料試驗所) B275合金命名規則：
A Z 9 1 D
主要合金
成份Al(鋁)
次要合金
成份Zn(鋅)
主要合金成份
含量Al佔9%
次要合金
成份含量Zn佔1%
A:第一種標準成份
B:第一種標準成份
C:第一種標準成份
D:高純度合金
E:高抗蝕性合金
X1:未登記之合金
各合金符號表示之化學元素：
A － 鋁 B － 鉍 C － 銅 D － 鎘 E － 稀土
F － 鐵 G － 鎂 H － 釷 K － 鋯 L － 鋰
M － 錳 N － 鎳 P － 鉛 Q － 銀 R － 鉻
S － 矽 T － 錫 W － 釔 Y － 銻 Z － 鋅

特性介紹： AZ91－機械性質及鑄造性極佳 AM60－延性及衝擊強度佳  AS41－高溫強度及抗潛變能力優

鎂合金之優點及特性 (一)
（與壓鑄合金比較）

1. 壓鑄合金最輕者
2. 比強度高
3. 比剛性及疲勞強度佳
4. 抗潛變性佳
5. 吸震性佳
6. 鑄造性（流動性）佳
7. 潛熱(熱含量)低
8. 與鋼之親和性小
9. 機械加工性佳
   10.鎂金屬蘊藏豐富
   比重是鋁合金之2/3﹑鋅合金之1/4
   薄壁成形性佳﹑成型時間短
   薄壁成形性佳﹑成型時間短
   易於薄件成形
   模具壽命長，切削加工性佳
   尺寸穩定性是鋅合金之2~3倍
   不同應力條件下其阻尼容量是鋁合金之10~25倍
   地球上第三豐富之構造用金屬材料，第八大豐富元素，主要蘊藏於菱鎂礦、白雲石及海水中
   1500 l 海水可提煉2kg鎂礦
   切削加工性佳
   傳熱快，本身不易積熱

1. 比重相近
2. 導熱(散熱)性優
3. 電磁遮蔽 (EMI Shielding)性佳
4. 薄壁成形性佳
5. 耐磨﹑耐衝擊性﹑剛性強度佳
6. 符合環保需求
   鎂合金之優點及特性 (二)
   （與工程塑膠比較）
   優於塑膠之數百倍
   鎂合金=1.81 PC+ABS=1.14 PET+30%GF=1.61 PBT+30%GF=1.72
   製品及廢料可回收使用，回收製程亦無有害物質產生
   無須另外做表面電磁遮蔽及導電處理
   優良之流動性使其薄壁成形厚度可達1.2mm以下，局部更可達0.4~0.6mm
   優於塑膠8~10倍，勿須加肋為提升強度

鎂合金缺點
有易燃的危險:
鎂為相當活潑的金屬， 於熔融狀態及細微粉末狀時極易發生劇烈燃燒現象。

鎂合金目前價格比塑膠高40%~50%:
成本較塑膠高約3成，但其材質輕薄，物料成本上的價格差異有限，主要仍在技術才剛起步，且數量稀少，使得鎂合金的製造成本偏高。

鎂之回收難度較鋁高:
且鋁製品已有年歷史，就市場使用的慣性觀，要取代鋁合金仍有相當距離。

技術門檻較高:
從DESIGN REVIEW、模具、壓鑄成型、表面精修、表面處理等都因材料屬性活潑而有其難度，化學皮膜及塗裝外觀要求嚴，。

壓鑄之特性
何謂壓鑄?
將熔融合金以高壓高速射入金屬模(DIE)中後急速凝固成形之鑄造方式
特性：
1.高速－熔湯以高速並成霧狀由澆口噴入模具內。
熱室機－柱塞速度：3~ 5 m/sec 熔湯於澆口速度：30~ 40 m/sec
冷室機－柱塞速度：5~10 m/sec 熔湯於澆口速度：90~120 m/sec

2.高壓－壓鑄機於熔湯充滿模穴後再施予之壓力。
熱室機－170~280kg/cm2
冷室機－350~550kg/cm2

3.冷卻速度極快
4.充填時間極短－Notebook LCD Cover之鑄件充填時間僅 7ms (0.007sec)

鎂合金鑄造方式
.鎂合金之應用有78年歷史，早期應用砂模鑄造法製造。
1.後期則改以熱室及冷室壓鑄法(die casting)製造鎂合金壓鑄品，為最主
要的鎂合金生產方式。
2.觸變或射出成形(thixomolding)技術 — Dow Chemical公司於1988年提出，
由塑膠射出成型技術應用於金屬製程的技術。
3.流變成形(rheomolding)技術 — 結合塑膠射出成形及流變鑄造(rheocasting)
的特殊製程。

鎂合金壓鑄 薄壁成型之技術極限

文獻記載：A=100mm2 → t = 0.9mm
A=300mm2 → t = 1.5mm
A=300mm2以上 → t = 1.5~2.5mm

實際範例：

1. Mitsubishi Notebook
   總厚度 18mm﹐ 重1.45kg﹐
   平均壁厚 1.0mm﹐
   局部尺寸 100x100mm 厚度 0.8mm

2. Sony Walkman (Mini Disk)
   平均壁厚 0.6mm

3. Buhler sample 展示
   L100xW100xH200mm 整體壁厚 0.7mm

鎂合金的運用及趨勢
汽車工業零組件
傳動組件外蓋、汽缸頭蓋、離合器、甚至方向盤、煞車踏板架、儀表面板和座椅支架組合等

３Ｃ產業
筆記型電腦、數位相機、數位攝影機、ＭＤ、LCD顯示器、行動電話、ＰＤＡ等
ＴＷＮ投入廠商
可成科技、紐新、紐輝、燦坤、敬得、佳盛、美利達、錦明、台灣榮輪、台灣福興、興行實業、高鋁、勤美、華孚等公司，投入廠商正持續增加中。

鎂合金 基本生產作業流程

                          原料 - 鎂錠  (Mg ingot)
                                  ↓
                               壓  鑄    (Die casting)
                                  ↓
                               毛  邊    (Deburring)
                                  ↓
                            機械加工  (Machining)
                                  ↓
                          （後毛邊）
                                  ↓
                              化   成 (Chemical conversion treatment)
                                  ↓
                              塗   裝 (Painting)

鎂合金壓鑄基本作業內容概述
1.壓鑄生產段
鎂錠預熱﹑熔解爐加熱﹑保護氣體調整﹑給湯及取料機械手設定﹑
離型劑噴灑系統調整﹑模溫機設定﹑機台生產條件設定﹑鑄件生
產﹑鑄件冷卻裝置﹑整緣衝剪毛頭﹑自動輸送設備﹑廢料回收﹒

2.機械加工及毛邊處理段
切削液選用﹑加工機（鑽搪銑攻）修整﹑人工修飾﹑
拋光研磨﹑防爆集塵﹑包裝﹑半成品倉儲﹒

3.表面化成處理段
溶劑脫脂→鹼性脫脂→溫水清洗→水洗→酸處理→
純水清洗→化成(鉻酸)處理→純水清洗→乾燥﹒

4.塗裝處理段
補土→乾燥→補土修潤→底漆→乾燥→修潤→
面漆→乾燥→包裝→倉儲→出貨﹒

来源：模极社资料/压铸件资料合集/

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