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镁及镁合金

1、mg

镁的密度小，易于燃烧，这是由于它的物理、化学性质所决定的。20℃时金属镁的密度是1.738g/cm3，液态金属镁的密度为1.58g/cm3;在标准大气压下，金属镁的熔点是(650±1)℃，沸点为1090℃。在空气中加热时，金属镁在632℃～635℃开始燃烧。因此决定了镁的制备及合金冶炼工艺比较复杂。工业用镁的纯度可达到99.9%，但是纯镁不能用作结构材料，在纯镁中加入铝、锌、锂、锰、锆和稀土等元素形成的镁合金具有较高的强度，目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。

1镁合金的特性

①质轻

镁的比重只有1.8g/cm3,铝合金的比重为2.7g/cm3，镁合金比铝合金轻30%，比钢轻80%。所以，汽车及手提电子产品中镁合金已成为零件制造成理想材料。

②强度

镁合金在金属及塑料等工程材料中，具有极佳的强度/重量比。屈服强度160mpa，抗拉强度240mpa.

③压铸性

在保持良好的结构条件下，镁合金允许铸件壁厚最小达到0.6mm，这是塑料在相同强度下无法达到的。铝合金的压铸性能也要在1.2-1.5mm以上时才能与镁合金相比。镁合金较易压铸成型，适合大批量压铸生产(生产速度可达铝的1.5倍)。此外，镁合金模的磨损也较铝为低。主要原因就是铝的粘度高。

④减震

镁有极好的滞弹吸震性能，可吸收震动和噪音，用作设备机壳可减少噪音传递、预防冲击和防止凹陷损坏。作为lcd或是led的背板是好的。

⑤刚性

镁的刚性为铝的2倍并比大部分塑胶为高。镁有良好的抗应力阻力。

⑥高电磁干扰屏障

镁合金有良好的阻隔电磁波功能，适合生产电子产品。

⑦良好的切削性能

镁比铝和锌有更好的切削性，使镁成为更易切削加工的金属材料。

⑧镁合金的比热容较小，合金液的冷却速度快。

⑨镁合金和模具钢材的亲和力小，不易粘附模具。

2镁合金材料的优点

①重量轻

镁合金比重在所有结构用合金中属于最轻者，它的比重为铝合金的68%，锌合金的27%，钢铁的23%，它除了做3c产品的外壳、内部结构件外，还是汽车、飞机等零件的优秀材料。

②比强度、比刚度高

镁合金的比强度明显高于铝合金和钢，比刚度与铝合金和钢相当，而远远高于工程塑料，为一般塑料的10倍。

③耐振动性好

在相同载荷下，减振性是铝的100倍，钛合金的300～500倍。

④电磁屏蔽性佳

3c产品的外壳(手机及电脑)要能够提供优越的抗电磁保护作用，而镁合金外壳能够完全吸收频率超过100db的电磁干扰。

⑤散热性好

一般金属的热传导性是塑料的数百倍，镁合金的热传导性略低于铝合金及铜合金，远高于钛合金，比热则与水接近，是常用合金中最高者。

⑥质感佳

镁合金的外观及触摸质感极佳，使产品更具豪华感。

⑦可回收性好

只要花费相当于新料价格的4%，就可将镁合金制品及废料回收利用。

⑧稳定的资源提供

镁元素在地壳中的储量居第八位，大部分的镁原料自海水中提炼，所以它的资源稳定、充分。

3镁合金压力铸造的优点

①高的生产率

②高精度

③好的表面质量

④精细的铸件晶粒

⑤可压铸薄壁和复杂结构的产品

4镁合金压铸和铝合金压铸相比

①生产率高50%

②可使用钢模，延长服务寿命

③更低的潜热，节省能量

④好的机加工性

⑤模具成本节省50%

⑥熔体具有更高的流动性

5镁合金压力铸缺点

①由于极高的液体填充速度和凝固速度，易产生卷入性气孔，进胶，排气和冷料处理尤为重要

②铸件不能太厚，壁厚只能局限于一定的尺寸

③便宜的压铸合金，有限的机械性能

④有限的可使用压铸合金种类，一般手机行业用az91d

⑤由于铸件晶粒尺寸细小，抗蠕变能力较差

⑥抗蠕变的mg-al-re镁合金的铸造性较差，而且昂贵

⑦不能进行热处理

⑧不适合焊接。需要用保护气体

铝合金

1铝合金

以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。

铝合金密度低，但比强度高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。

2铝合金分类

铝合金分两大类：铸造铝合金，在铸态下使用;变形铝合金，能承受压力加工，力学性能高于铸态。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗等。

3铝合金加工方法

铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。

铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。

铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金和铝锌合金。

4铝合金和镁合金对比

adc-12(adc-12含硅高，流动性好易于压铸

铝合金和镁合金没有太大的区别，只是铝合金稍重一些。加工性比较粘。而且压铸的铝合金由于含有较高成分的si，所以在做anodizing(阳极氧化)时，直接与药液产生反应。以致失败。镁合金是可以的，而且颜色比较鲜艳，有用anodizing做后期外观工艺的。不过，不是每一家都能做的。

锌合金

1锌合金特点

通常用于电镀的锌基合金材料的牌号为znal 4-1,成分( %): al 3.5～4. 9 ,cu 0.75～1.25, mg 0.03～0.08,余量为zn。

①比重大

②铸造性能好，可以压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光滑

③可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆

④熔化与压铸时不吸铁，不腐蚀压型，不粘模

⑤有很好的常温机械性能和耐磨性

⑥熔点低，在385℃熔化，容易压铸成型

2使用过程注意的问题

①抗蚀性差。

当合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时，导致铸件老化而发生变形，表现为体积胀大，机械性能特别是塑性显著下降，时间长了甚至破裂。

铅、锡、镉在锌合金中溶解度很小，因而集中于晶粒边界而成为阴极，富铝的固溶体成为阳极，在水蒸气(电解质)存在的条件下，促成晶间电化学腐蚀。压铸件因晶间腐蚀而老化。

②时效作用

锌合金的组织主要由含al和cu的富锌固溶体和含zn的富al固溶体所组成，它们的溶解度随温度的下降而降低。但由于压铸件的凝固速度极快，因此到室温时，固溶体的溶解度是大大地饱和了。经过一定时间之后，这种过饱和现象会逐渐解除，而使铸件的形状和尺寸略起变化。

③锌合金压铸件不宜在高温和低温(0℃以下)的工作环境下使用。锌合金在常温下有较好的机械性能。但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降。

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本文来源：http://www.dosin.cn/wiki/2646/

不少客户，在采购锌合金精密压铸件之前，会先考核精密压铸厂的情况，那么你知道考核精密压铸厂的好处有哪些吗?下面德索压铸工程师就来解答一下这方面的问题。

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不少网友在咨询这样的问题——去除铝合金精密压铸件中的氢气有何高招?德索压铸厂商工程师指出，在铝合金压铸件生产过程中，为了防止铝合金压铸件气孔缺陷的产生，就要采取有效措施尽量减少原材料的水分，强化熔炼质量管理，提高铸型的排气能，具体有以下几个方面：

铸件形成中气孔的主要原因是铝合金中含有过量的H2，氢含量占所含气体总含量的80%～90%，其余是N2、O2 CO等，而H2则来源于大气及各种金属原材料、熔剂和涂料中的水分受热分解，在高温条件下发生H2O= 2H + + O2 -反应，这是一个可逆反应。分解出来的氧又容易与金属液生成熔点较高的Al2O3，反应方程式为：2Al3 + + 3O2 – = Al2O3，这样就促进了水蒸气的高温分解，氢离子便不断向合金液中扩散。

氢以两种方式存在于铝液中：第一种是分解为原子状态溶解在铝液中，称为溶解型，约占90%;第二种氢则以分子状态气泡形式吸附于夹杂物的表面或缝隙中，称为吸附型。由于氢在铝合金液中的溶解度是随温度上升而增大的 ，所以在熔炼过程中合金液将吸入大量的H2。而在结晶凝固的过程中，由于温度降低，合金液表层首先凝固且合金的粘度增大，虽然氢的溶解度降低需从金属液中析出，但是已经很困难了，这样滞留在合金液中便形成了气孔缺陷。熔化、保温时间越长，氢含量越高.

氢在合金液中的溶解度除与温度成正比外，还与压力及空气的湿度即氢分压成正比。

合金元素及其含量对溶解度也有一定的影响，硅、铜含量增加则氢的溶解度降低，镁含量增加则氢的溶解度增加。合金成分不同，合金液中氢的临界含量也不同，ZL104铝合金为亚共晶型铝硅合金时吸氢量最大。

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精密压铸质量与模具温度的控制有何关联?精密压铸产品的质量是众多厂商与客户都比较关心的问题，德索压铸工程师指出，精密压铸件整个生产流程是一个高温的过程，其中模具温度高，会严重影响铸件凝固和冷却速度慢，单件生产周期长，效率提升受到阻碍，使压铸件产生裂纹或者表面的粗糙度增加，此外，模具温度过高、过低都会影响压铸件质量和模具的寿命。

控制压铸模具的几种方案：

现在广泛采用模温机，通过控制模温机中的流体温度，流量等参数来控制模具温度，提高冷却速率，实现压铸件生产效率的提升，可以有效缩短压铸件结晶凝固时间，提高压铸生产效率，降低废品率和延长模具寿命。

天然(煤)气加热：适用于不同模具形状，加热器由管子制成，有很多小孔，喷出气体，火力大小可以调节气阀来实现，清洁无污染，可局部加热，缺点是靠人控制，不注意容易烧坏模具。

电加热：主要靠发热管加热，具有清洁、使用方便的特点，缺点是热辐射距离小，压铸模具一般不采用。

因此，压铸件在生产前应模具预热到一定温度，在生产过程中要始终保持在一定的温度范围内，预热压铸模可以避免金属液在模具中因激冷而使流动性迅速降低，可避免金属液对低温压铸模的热冲击，延长模具的使用寿命。模具温度控制的好，可以大幅减少单位生产时间，减少脱模剂的喷涂量，延长模具使用寿命，提高压铸件品质质量，大幅增加经济效益。

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