业务技术培训资料

１业务技术培训资料一、镁合金材料的优越性1、重量轻镁金属是所有商业金属中重量最轻的金属，按ρ=1.8g/cm3计算，镁合金比聚合物（塑料）轻20%，比铝轻30%。2、比强度高即镁合金的强度与质量之比高，具有一定的承载能力。3、弹性模量小，刚性好,抗震力强,耐冲击，吸振性好；刚性好，表示长期使用不易变形，尺寸稳定。4、抗电磁干扰及屏蔽性好，防辐射，无磁性。5、色泽鲜艳美观，并能长期保持完好如新。6、对环境无任何影响镁金属极其合金是一种环保型材料，，对环境无污染，其废料回收利用率高达85%以上，回收利用的费用仅为相应新材料价格的4%左右。7、成型性好8、散热性好9、切削加工性能好镁元素元素符號元素英文名稱原子序原子量原子密度(g/ml)沸點(oC)熔點(oC)MgMagnesium1224.3121.741107650二、镁合金，铝合金，锌合金机械性能，物理性能对照（见附表）三、镁合金压铸的优势与铝相比，镁可以减少重量。这一优点已被公认。但镁压铸件其它的一些优点，特别是在经济性方面的显著优点，往往被忽视。在本文中，就镁合金压铸在模具寿命，和提高生产效率这两方面的优点，进行分析。模具寿命和生产效率钢模具型腔的热裂和热冲击，是多年来一直困扰压铸工作人员的两个问题。在压铸铝合金时，在压射了10.000次后，就发现冲击的痕迹和热裂，这并不少见。只要模具一开始投入使用，它型腔的钢材就慢慢被损伤；当压铸了150.000-200.000次以后，就要更换模具了。有的时候，模具的寿命可能更短些。镁合金与铝合金不同，它不像铝合金那样侵袭型腔的钢材。根据实际的资料，压铸镁合金的２模具的寿命约为铝合金模具的3-4倍。有许多镁合金压铸模，在压铸了500000次以后，现在还在生产中正常使用。许多这样的模具还在用于生产薄壁件，其表面质量要求很高。由于镁的凝固很快，以及它不易粘结，所以可以比铝有更高的生产效率，而仃机和喷雾的时间更少。与铝合金相比，镁合金的压铸周期时间可以比铝合金缩短25%到50%。要考虑的成本因素在选择压铸材料时必须考虑某些重要的因素。试考虑要压铸一个方形盖，尺寸为长约200毫米，宽约100毫米，高约75毫米，壁厚2.5毫米。在内部四个角上，每个角上都有直径为6毫米的孔。在左右二个侧壁的中心位置，各有一个直径约25毫米的通孔。在对此铸件进行分析时，选用如下的参数：1，工件的工作寿命为5年2，产量为每年200.000件3，用一模二腔的模具。在每个型腔要求有二个抽芯4，材料的成本：铝合金----0.85美元/磅镁合金-----1.43美元/磅锌合金-----0.90美元/磅5，模具的成本：45000美元6，估计模具的寿命：铝合金-----167.000次镁合金------500.000次锌合金------500.000次7，压铸机：500吨冷室机8，估算500吨压铸机的运行成本为70美元/小时9，工件的重量：铝合金-----1.07磅镁合金------0.72磅锌合金------2.26磅10，压铸效率：铝合金------200件/小时镁合金------300件/小时锌合金------450件/小时（热室机）铸件的成本比较：成本铝合金镁合金锌合金材料0.91美元/件1.03美元/件2.034美元/件压铸机0.35美元/件0.233美元/件0.156美元/件模具0.159美元/件0.045美元/件0.045美元/件总计1.419美元/件1.308美元/件2.235美元/件３在本例中，显然以选用镁合金为有利。选用了镁合金，不仅使重量减轻了33%，同时由于提高了生产率（每小时的循环次数，镁合金与铝合金之比为1.68:1），从而获得了利益.在本例中，模具的费用，是根据在该工件的寿命期中该工件的总生产量核算的。这样，对于铝合金件来说，在其寿命期，要二次更换模具，而对镁合金和锌合金，在工件的寿命期内，不必更换模具。在计算铝合金的模具成本时，每次更换模具，都考虑要增加10%的费用，这10%的投资的增加，是考虑更换模具引起的其它一些附加成本费用。下面的计算表明模具的成本是如何计算，并如何影响成本的：成本因素铝合金镁合金锌合金一模二腔模具的原始成本45.000美元45.000美元45.000美元到167000件时更换模具成本49.000美元00投资增加10%4.900美元00到324000件时更换模具成本54.450美元00投资增加10%545美元00总的模具成本159.345美元45.000美元45.000美元每个工件的模具成本0.159美元/件0.045美元/件0.045美元/件在进行经济分析时，还应考虑在采用镁合金或锌合金时，还可以制成薄壁件，这还可以节省成本。在经济分析中，必须要考虑模具成本。考虑更换模具的费用，以及由更换模具引起的追加投资，会明显影响模具成本的计算。由于镁合金本身固有的特性，因而能有较快的压铸速率。与铝合金相比，其压铸速率可以提高50%。可以减轻重量是镁合金的另一重要优点，但与铝合金，锌合金作精确的减轻重量的比较，还要根据图纸作全面的考虑。镁合金压铸件设计中的经济因素：1、材料成本2、压铸成本４3、后加工成本4、工具和模具的成本5、管理的成本压铸的加工成本包括人工、设备投资、工作效率，在设备方面同锌、铝合金压铸投资相比，因为熔炉系统、模具加热或冷却系统费用较高，在压铸参数基本相同的条件下，镁合金压铸的设备费用变的较高。后加工成本（机械加工、表面处理、喷涂）制程成本（%）原料11压铸10.4研磨16.7机械加工13化成处理8.2喷涂40.7电子类的3C产品用镁合金材料的比较：预计2005年达到16220吨，2010年达到31525吨。四、澄清对镁压铸的误解1）镁合金太贵就原材料来说，镁合金可能稍贵于铝合金，但从整个处理过程来看，则在评价时，还应考虑其他一些因素。镁合金的压铸速度较铝合金快25-50%，这就使它的每小时的产出较铝合金为多。镁与模具钢的亲和力较差，这就使压铸模的使用寿命，与铝合金压铸模相比，可增加约2.5倍，这就可以大大降低更换钢芯的费用，同时也降低了每个工件的生产费用。镁有较好的可铸造性，其铸件可以比铝铸件有更小的公差，因而可以减少机加工的工序，从而降低工件的成本。镁有很好的可切削性，因而可以采用高速、重负荷切削，与铝相比，它就可以减少所需的切削机床的数量，减少投资，减少生产面积，减少劳动力。低的切削力，良好的热传导性能，快速的散热，使刀具的寿命，与切削铝合金相比，可延长4-5倍，这同时也减少了仃机时间。５2）镁是易蚀材料镁在许多方面都与铝相似。在进行表面喷涂以前，两者都要求进行表面预处理，以保证其表面亲和力。表面预处理一般都是化学处理，这种处理同时也赋予了防腐蚀的能力。而AZ91D和AM60B比A380有更强的抗盐水腐蚀的能力。3）镁是易燃材料这也许是诸多误解中最为严重和被夸大了的一个。因为许多烟火产品使用了镁粉，因而形成了印象，似乎镁极易燃烧。然而事实是，镁锭，镁压铸件，镁制型材，在温度上升到熔点以前，是不会燃烧的。镁的起火，是由于不注意安全，或是操作不正确，或是与其它材料着火后引燃的。五、镁合金的连结与其他金属相类似，镁合金可以用几种不同的方法进行连结。几种最通用的方法，就是焊接，铆接，胶结，及镙栓连结。绝大多数的镁合金，与铝合金一样，易于用点焊及弧焊，采用惰性气体金属极或钨极氩弧焊。惰性气体保护焊通常用于修补铸件。焊后必须要消除应力，但某些合金如ZE10A和ZM21，不需消除应力。镁合金的焊接效率很高，它是最通用的连结方法之一。加釬料或不加釬料的釬焊不常用于镁合金。但在某些特定的条件下，必须采用，也是可以的。对于镁合金压铸件，最通用的方法，是在铸件中铸有用于紧固或连结的部位。类型设备材料及附属设备适用的合金表面准备使用场合备注弧焊保护气体钨极保护气体金属极钨电极，氦气，氩气，金属极，夹具所有的合金，ZK60A，AZ63A，ZH62A，ZK51A化学处理或机械处理高生产率很高的连结强度点焊交流单相或3相储能点焊机化学或机械处理所有的合金表面电阻必须低于50mi高生产率晶粒组织细小，优于较弧焊釬焊标准得当釬焊设备，工件预热到400OF0.005-0.002英寸的铜箔或镁箔所有的合金化学或机械处理电气连接件固接不很好铆接铆枪垫片，隔离件，5056铝所有的合金注意避免电位差引起的高生产率，高强度用5056或H321比用６合金铆钉电腐蚀6053-T61好胶接压力夹具，热处理炉胶接剂，清洁剂，底层涂料所有的合金用清洁剂清洗，涂底层涂料高生产率，用于薄片高疲劳强度，低拉伸，压缩强度螺栓连接标准设备标准工具所有的合金连接点保护用粗螺纹釬焊（带釬料）预热炉AZ125XA釬料棒除镁钍合金以外的所有合金化学清洗波导管件漂洗以清除釬渣自攻螺纹连接钻头及压力机自攻螺纹所有的合金无高生产率，快速组装咨询铆接：这种连接方法对镁合金有很好的强度这是一种费用较高，快速，简单的方法，但要求熟练工人。六、镁合金材料型号镁合金牌号表示法①欧洲标准欧洲对镁合金的表示方法：ENMCMgAl9Zn1（A）EN表示欧洲标准，M表示镁，MgAl9Zn1表示主要元素及成分，A表示版本编号②美国标准：即ASTM标准的镁合金表示法在ASTM标准里，镁合金是以字母，数字码来表示，前两个英文字母代表除了镁以外最多的两种元素，中间两数字代表这两种元素的重量百分比，不同的字母代表如下：A代表铝（Al）Zn代表锌（Zn）M代表锰（Mn）S代表硅（Si）E代表稀土元素③中国标准国内镁合金牌号表示法：由镁和主要合金元素的化学符号组成例：ZMgAl8Zn（即5号铸镁）Z表示铸造，Mg表示镁锭，Al8Zn表示合金中主要各种元素符号及含量镁合金化学成分及特性镁合金铸锭化学成分各元素对镁合金性质的影响铝：与镁形成共晶体（在436摄氏度时）改善流动性，提高硬度和强度，但随着Al的含量增高其延伸率和耐蚀性将下降。锌：改善流动性，提高力学性能，减少铁和镍等杂质的腐蚀作用，但当含量超过1%时，会引起合金的高温热脆性。锰：提高镁合金耐蚀性，中和铁在合金中的有害作用当含锰量在0.5%以下时，改善合金的机械性能。７硅：改善合金流动性，但降低塑性和耐蚀性（尤其合金含铁时）。铍：降低镁合金熔融时的氧化速率。镁合金熔炼3.4.1镁锭预热一般镁极易与空气中水分，氧气发生化学反应：Mg+O22MgO（s）因此，镁锭表面是又MgO，Mg（OH）2的膜组成，但MgO和Mg（OH）2都会吸附水分。若把受潮镁锭加入熔融镁液，极易引起熔炉爆炸，因而镁锭加入镁液前必须预热去除表面水分。预热温度：150摄氏度~350摄氏度。镁合金熔画及保护炉合金熔化可以通过电阻式，感应式，然油或然气加热。从安全操作及温度控制方面着想，采用电阻加热炉，目前普遍采用双室熔化炉（一个室用作熔化，一个室用作保温），它的优点在于大部分温度变动和杂质只存在于熔化炉中。每1000公斤熔料大约耗电400~500千瓦小时。熔化状态的镁与空气中的氧气和水分接触将发生剧烈的反应，因此需要避免空气进入到镁液中去。目前普遍采用气体保护方式保护容了。保护气体以SF6+N2的混合气体为例来说明其保护原理：覆盖在镁汤表面的保护气体是经由一连串的化学反应，形成一层n微米厚的薄膜，产生保护效果：薄膜的主要成分是结构较疏松的MgO和较致密的MgF2。美国材料协会标准名称联合国标准MgAlMnZnSiCuNiFe杂质AZGIDMn91F余量8.5-9.50.13-0.4.45-0.9≤0.05≤0.025≤0.001≤0.004≤0.01AM50AM1050余量4.5-4.30.28-0.5≤0.20≤0.05≤0.008≤0.001≤0.004≤0.01AM60BM1063余量5.5-6.40.26-0.5≤0.20≤0.05≤0.006≤0.001≤0.004≤0.01其它型号镁合金型号AlMnZnSiCuNiPb金属杂质其余杂质AM50A4.5-5.30.28-0.50.200.050.0080.0010.0040.01-----AZ61A5.9-6.40.15.