마그네슘 다이 캐스팅: 경량 금속 솔루션

1. 소개

마그네슘 다이 캐스팅은 경량 성능과 대량 제조 가능성의 독특한 수렴을 나타냅니다..

로서 가장 가벼운 구조 금속, 마그네슘은 부문에서 상당한 이점을 제공합니다 체중 감소, 강도 대 무게 비율, 열 성능 중요하다.

다이 캐스팅이란 무엇입니까??

다이캐스팅 용융 금속이 고속으로 주입되는 금속 형성 공정입니다., 치수 정확도가 높은 네트 모양의 부품을 생산합니다.

마그네슘, 녹는 점으로 인해 (~ 650 ° C), 우수한 주파수, 그리고 높은 유동성, 이 프로세스에 이상적입니다.

왜 마그네슘?

• 밀도: ~ 1.78 g/cm³ (알루미늄보다 ≈33% 가볍습니다, 75% 강철보다 가볍습니다)
• 높은 강도 대 중량 비율
• 우수한 진동 감쇠 및 전자기 차폐

2. 다이 캐스팅을위한 마그네슘 합금

마그네슘 다이 캐스팅 합금은 가벼운 성능의 조합을 제공하도록 특별히 설계되었습니다., 주파수, 기계적 강도, 및 내식성.

다이 캐스팅에서 가장 일반적으로 사용되는 마그네슘 합금은 오전에 속합니다., 그만큼, 및 AE 시리즈, 고온 또는 틈새 산업 응용 분야를 위해 개발 된 다른 특수 합금으로.

마그네슘 다이 캐스팅 합금의 분류

마그네슘 합금은 주요 합금 요소에 따라 분류됩니다.. 이름 지정 구역은 일반적으로 반영됩니다 화학 성분, 어디:

• 에이 = 알루미늄
• 지 = 아연
• 중 = 망간
• 이자형 = 희토류 (예를 들어, 세륨, 이트륨, 네오디뮴)
• 에스 = 실리콘
• 케이 = 지르코늄

예를 들어, AZ91D 주로 구성됩니다 알류미늄 (9%) 그리고 아연 (1%), 곡물 정제 및 안정성을위한 망간 및 기타 요소의 미량 첨가.

다이 캐스팅을위한 일반적인 마그네슘 합금 시리즈

3. 마그네슘 다이 캐스팅 과정

마그네슘 다이 캐스팅은 용융 마그네슘 합금이 고압 하에서 강철 금형에 주입되어 순 자 모양 또는 근처의 넷 모양 구성 요소를 생산하는 정밀 제조 기술입니다..

핫 챔버 대. 콜드 챔버 다이 캐스팅

마그네슘 합금 다이 캐스팅은 두 가지 1 차 기계 유형을 사용합니다: 핫 챔버 그리고 냉기 시스템.

각각은 다른 합금 특성에 맞게 조정됩니다, 구성 요소 크기, 및 생산 요구 사항.

핫 챔버 다이 캐스팅

핫 체버 기계, 종종 구즈넥 시스템, 금속의 상대적으로 낮은 융점과 강철에 대한 비 반응성으로 인해 마그네슘에서 가장 흔한 선택입니다..

이 방법은 특히 효율적입니다 중소형 구성 요소, 일반적으로 무게 미만 2 kg.

이 구성에서, 그만큼 녹는 냄비가 통합되어 있습니다 주사 장치로.

용융 마그네슘 합금은이 냄비에 있습니다, 그리고 플런저 메커니즘은 그것을 통해 그것을 주입합니다 구즈넥 모양의 채널 다이 캐비티에 직접.

용융 풀과 금형 사이의 짧은 경로는 열 손실을 최소화하고 일관된 주입 온도를 유지합니다., 일반적으로 주위에 640–680 ° C- 마그네슘의 유동성에 대한 비밀.

사이클 시간 범위 사이 10–30 초, 얇은 벽 또는 기하학적으로 복잡한 부품의 대량 생산에 적합한 핫 챔버 캐스팅:

• 모바일 장치 하우징
• 카메라 프레임
• 소규모 전자 인클로저

하지만, 통합 용융 주입 시스템에도 한계가 있습니다.

녹는 점이 더 높거나 더 쉽게하기 쉬운 합금 산화 및 오염 (알루미늄 또는 희귀 지구가 풍부한 조성물과 같은) ~이다 호환되지 않습니다 이 과정으로.

용융 금속의 공기에 지속적으로 노출되면 산화의 위험이 증가합니다., 시간이 지남에 따라 합금 청결을 줄입니다.

콜드 챔버 다이 캐스팅

대조적으로, 콜드 챔버 기계 설계되었습니다 더 크고 더 복잡한 부분, 종종 무게를 올립니다 25 kg 이상.

이 방법은 녹는 용광로를 주입 시스템과 분리합니다., 헌금 합금 품질 및 온도 안정성에 대한 더 큰 제어.

작동 중, 녹은 마그네슘은입니다 수동으로 또는 로봇 적으로 자리 잡고 있습니다 외부 도가니에서 샷 슬리브로.

유압 플런저는 금속을 다이로 강제로합니다. 높은 사출 압력- 일반적으로 사이 50 그리고 150 MPa.

이 분리는 열 순환 및 공기 노출에 민감한 합금 처리를 더 잘 처리 할 수 ​​있습니다..

Cold-Chamber 다이 캐스팅은 일반적으로 생산에 사용됩니다:

• 자동차 섀시 구성 요소
• 구조 브래킷
• 변속기 하우징
• 대형 전자 동성 캐스팅

추가 Ladling 단계와 연장 된 응고 기간으로 인해주기 시간이 더 길지만,

이 프로세스는 요구하는 응용 프로그램에 더 적합합니다 더 높은 강도, 치수 정밀도, 그리고 두꺼운 벽면.

4. 마그네슘 다이 캐스팅의 곰팡이 설계 및 툴링

성능, 신뢰할 수 있음, 그리고 마그네슘 다이 캐스팅의 비용 효율성은 곰팡이에 크게 의존합니다. (주사위) 설계 및 툴링 전략.

잘 설계된 다이는 치수 정확도와 반복성을 보장 할뿐만 아니라 공구 수명을 극대화하고 다공성과 같은 주조 결함을 최소화합니다., 뒤틀림, 또는 불완전한 충전.

다이 재료 및 표면 코팅

높은 주사 압력을 감안할 때 (최대 150 MPa) 그리고 빠른 열 사이클링 (~ 650 ° C에서 용융 마그네슘에서 ~ 200–250 ° C의 기온까지), 다이 자료는 소유해야합니다:

• 높은 열 피로 저항
• 우수한 내마모성
• 좋은 강인함과 광택 성

일반적인 다이 재료:

• H13 공구강: 마그네슘 합금 다이 캐스팅 다이의 산업 표준; 높은 크롬 및 몰리브덴 함량이 높은 공기 경화강.
• 프리미엄 H11 또는 H21: 복잡한 형상에서 추가적인 뜨거운 강도 또는 강인함이 필요할 때 선택.

표면 처리:

수명을 연장하고 납땜을 줄입니다 (금속 접착력), 표면 처리가 적용됩니다:

• PVD/CVD 코팅 (예를 들어, 주석, CrN): 저속성을 제공하십시오, 높은 하강 표면.
• 질화: 표면 경도와 내마모성을 향상시킵니다.
• 붕소: 침식이 발생하기 쉬운 임계 영역에서 사용됩니다.

중요한 디자인 요소

• 냉각 시스템: 다 채널 회로는 사이클 시간을 최대로 줄입니다 25%.
• 게이팅과 환기: 얇은 벽 통풍구 (0.05–0.1 mm) 가스 다공성을 최소화하십시오.
• 기대 수명: 500,000–2 백만주기, 합금 및 유지 보수에 따라.

5. 마그네슘 합금 특성

마그네슘 합금은 경량의 독특한 조합을 제공합니다, 좋은 기계적 강도, 주파수, 열 성능, 구조 및 전자 응용 프로그램에 이상적입니다.

일반적인 마그네슘 다이 캐스팅 합금의 주요 특성

6. 부식 행동 및 표면 보호

마그네슘은 가볍고 강도 대 중량 비율로 소중합니다., 부식 행동은 중요한 엔지니어링 과제를 제시합니다, 특히 습한, 식염, 또는 화학적으로 공격적인 환경.

마그네슘의 본질 부식 경향

마그네슘은 반응성이 높은 표면을 가지며 갈바닉 시리즈에서는 낮습니다., 산화 및 전기 화학 공격에 열역학적으로 취약하게 만듭니다.

알루미늄과 달리, 마그네슘의 천연 산화물 층 (MGO) 다공성이없고 부적합합니다, 제한된 보호를 제공합니다.

주요 부식 위험:

• 갈바니 부식 더 고귀한 금속과 접촉 할 때 (예를 들어, 강철, 구리)
• 구덩이 부식 클로라이드 함유 환경에서 (예를 들어, 도로 소금, 바닷물)
• filiform 및 틈새 부식 코팅 또는 단단한 관절 아래
• 수소 진화, 미세 균열 및 다공성을 악화시킬 수 있습니다

합금에 의한 부식 성능

다른 마그네슘 합금은 다양한 수준의 부식 저항을 제공합니다:

• AZ91D: 적당한 저항; 실내 또는 약간 부식성 환경에 적합합니다.
• AM60B: 낮은 알루미늄 함량으로 인해 약간 더 좋습니다.
• AE44 / QE22: 희토류 요소로 인한 내식성 향상, 온도가 높아도.

표면 보호 전략

마그네슘의 원주민 필름의 한계로 인해, 캐스팅 후 표면 처리는 거의 항상 필요합니다, 특히 자동차 분야, 항공우주, 또는 해양 응용.

크로메이트 변환 코팅 (CCC)

• 전통적인 방법, 종종 노란색 또는 무지개 빛깔의 색상
• 적당한 부식 보호를 제공합니다
• 환경 규정으로 인해 16 진 크로마이트가 단계적으로 폐지되고 있습니다.

아노다이징 (Magoxid, 다우 17, hae)

• 향상된 부식 저항성을 위해 더 두꺼운 산화물 층을 생성합니다
• 알루미늄 양극화보다 덜 효과적입니다; 종종 페인트의베이스로 사용됩니다

마이크로 아크 산화 (마오) / 혈장 전해 산화 (PEO)

• 고급 세라믹과 같은 표면층
• 우수한 열 안정성, 마모 및 부식 저항
• 고급 응용 프로그램에 적합합니다 (예를 들어, 항공우주, 군대, EV 배터리)

유기농 코팅 & 페인트 시스템

• 분말 코팅 또는 감시 조합을 통해 적용된 에폭시 또는 폴리 에스테르 코팅 (e-coat)
• 적절한 전처리와 함께 사용해야합니다 (예를 들어, 포스페이트 또는 지르코늄 전환)
• 자동차 서비스에서 다년간 보호를 제공하는 데 효과적입니다

무전해 니켈 도금

• 부식과 내마모성을 제공합니다
• 치수 안정성이 필요한 정밀 구성 요소에 적합합니다

8. 마그네슘 다이 캐스팅의 응용

자동차 산업

마그네슘은 자동차 산업에서 차량 중량을 줄이고 연료 효율 및 성능을 향상시키는 데 광범위하게 사용됩니다..

자동차 제조업체가보다 엄격한 COS 배출량 목표를 추구하고 전기 이동성 이익을 추구함에 따라 견인력, 마그네슘의 관련성이 빠르게 확장되고 있습니다.

일반적인 자동차 부품:

• 스티어링 휠 코어
• 대시 보드 크로스 빔
• 변속기 하우징
• 시트 프레임 및 안락 의자 메커니즘
• 계기판 지원
• 전송 케이스 및 기어 박스 커버
• 클러치 하우징
• 배터리 인클로저 (EV의 경우)

항공우주 및 국방

항공 우주 응용 프로그램에서, 강도와 진동 감진이있는 가벼운 재료에 대한 수요는 마그네슘 합금을 특히 가치있게 만듭니다..

그들의 우수한 강도 대 무게 비율과 좋은 가공성은 군사 및 상업 항공 모두에서 유리합니다..

항공우주 부품:

• 로터 크래프트 변속기 하우징
• 기체 피팅 및 액세스 패널
• 항공 전학 주택
• 내부 브래킷 및 지지대
• 화물 베이 및 조종석 인클로저 구성 요소

전자 및 통신

마그네슘 다이 주물은 전자 산업에서 널리 채택됩니다., 전자기 호환성 (EMC) 열 관리는 중요합니다.

마그네슘은 전자기 간섭에 대한 기계적지지와 차폐를 제공합니다. (에미).

일반적인 전자 부품:

• 노트북 및 태블릿 인클로저
• 스마트 폰 프레임
• 카메라 바디
• TV 및 모니터 프레임
• 하드 디스크 드라이브 (HDD) 케이싱
• 프로젝터 하우징
• 서버 및 통신 장비 커버

산업 및 전동 공구

핸드 헬드 또는 휴대용 도구 용, 마그네슘의 낮은 체중 및 고 피로 강도는 상당한 인체 공학적 이점을 제공합니다..

이 재료는 또한 중대 환경에서 충격 흡수 및 열전도율을 향상시킵니다..

툴링 애플리케이션:

• 파워 드릴 하우징
• 원형 톱 케이싱
• 충격 렌치 바디
• 배터리 도구 인클로저
• 방열판 및 모터 프레임

신흥 시장과 미래 추세

기술이 발전함에 따라, 마그네슘은 파괴적인 응용 분야에서 새로운 역할을 찾고 있습니다., 자율 시스템, 전기 이동성.

새로운 애플리케이션:

• 드론과 UAV 기체
• 전자 자전거 프레임 및 배터리 모듈
• 자율 차량 센서 하우징
• 의료 기기 구성 요소 (예를 들어, 보철물, 괄호)
• 지속 가능한 교통 (e- 스쿠터, 마이크로 변동 플랫폼)

9. 마그네슘 다이 캐스팅의 장점과 단점

마그네슘 다이 캐스팅.

마그네슘 다이 캐스팅의 장점

가장 가벼운 구조 금속

마그네슘은 밀도가 있습니다 1.74 g/cm3, 약 35% 알루미늄보다 가볍다 그리고 75% 강철보다 가볍습니다,

체중 감소가 중요한 응용 프로그램에 이상적 (예를 들어, 항공우주, EV, 핸드 헬드 도구).

우수한 주조성

마그네슘 합금은 우수한 흐름 특성을 나타냅니다, 캐스팅 활성화 벽이 얇은, 복잡한, 그리고 매우 상세한 형상 최소 다공성 또는 수축 결함.

높은 강도 대 중량 비율

많은 마그네슘 합금 (예를 들어, AZ91D, AE44) 질량에 비해 인상적인 기계적 성능을 제공하십시오, 인장 강도를 제공합니다 200–280 MPa 범위.

우수한 가공성

마그네슘 기계 더 빠르고 도구 마모가 적습니다 알루미늄보다, 생산 시간 및 도구 유지 보수 감소. 칩은 쉽게 부러지고 절단 영역에서 열을 옮깁니다..

전자기 차폐

마그네슘은 효과적입니다 EMI/RFI 차폐, 전자 제품의 인클로저에 매우 적합합니다, 통신, 자동차 제어 장치.

댐핑 용량

이 재료는 우수한 진동 감미소 특성을 가지고 있습니다, 도움 소음을 줄이다, 충격, 그리고 피로 자동차 및 전동 공구 구성 요소.

재활용성

마그네슘 합금입니다 100% 특성의 최소 저하로 재활용 가능, 원형 제조 및 지속 가능성 이니셔티브 지원.

마그네슘 다이 캐스팅의 단점

부식 감수성

마그네슘은입니다 매우 반응성 그리고 경향이 있습니다 갈바니와 구덩이 부식, 특히 염화물이 풍부하거나 습한 환경에서. 표면 보호 (예를 들어, 코팅, 아노다이징 처리) 일반적으로 필수입니다.

제한된 고온 강도

대부분의 상업용 마그네슘 합금은 높은 온도에서 연화됩니다, 위의 사용을 제한합니다 120–175 ° C. AE44 및 QE22와 같은 특수한 합금은 약간의 개선을 제공합니다.

높은 비용

마그네슘의 원료 비용은 일반적으로입니다 30% 알루미늄보다 높습니다.

추가적으로, 마그네슘 합금의 가공에는 금속의 반응성으로 인해 특수 장비 및 취급이 필요합니다., 전체 생산 비용 증가.

산화 및 가연성

용융 마그네슘은 제대로 처리되지 않으면 점화 할 수 있습니다. 이것은 필요합니다 엄격한 파운드리 프로토콜, 보호 대기 (예를 들어, sf₆ 대용품), 및 안전 장비.

알루미늄보다 연성이 낮습니다

AM60B와 같은 마그네슘 합금은 괜찮은 신장을 제공합니다, 대부분의 합금은 더 부서지기 쉽습니다 그들의 알루미늄보다, 충돌 영역에서의 변형을 제한하거나 응용 프로그램 형성을 제한 할 수 있습니다..

용접 한계

마그네슘은입니다 용접하기 어렵습니다, 특히 기존의 방법을 사용합니다. 마찰 교반 용접 및 레이저 용접은 대안을 제공하지만 복잡성과 비용을 추가합니다..

10. 왜 마그네슘 다이 캐스팅이 더 비싼가??

마그네슘 합금 다이 캐스팅의 높은 비용은 몇 가지 요인에 기인 할 수 있습니다..

첫 번째, 마그네슘의 원료 비용은 알루미늄과 같은보다 일반적으로 사용되는 다이 캐스팅 금속의 원료보다 높습니다..

마그네슘 생산에는보다 에너지 집약적 인 공정이 필요합니다, 비교적 비싼 가격에 기여합니다.

둘째로, 마그네슘 합금은 더 반응성이 뛰어나고 녹는 동안 특수 취급 및 장비가 필요합니다., 주조, 처리 단계.

여기에는 산화를 방지하기 위해 용융 중 보호 대기의 사용이 포함됩니다., 운영 비용을 추가합니다.

추가적으로, 부식성을 향상시키기위한 표면 처리의 필요성은 덜 광범위한 처리가 필요할 수있는 다른 금속에 비해 마그네슘 다이 캐스트 부품의 전체 비용을 더욱 증가시킵니다..

11. 다른 다이 캐스팅 재료와 비교

마그네슘 다이 캐스팅은 종종 다른 일반적인 재료와 비교됩니다., ~와 같은 알류미늄 그리고 아연, 정밀 구성 요소에서 광범위한 사용으로 인해.

각 자료는 고유 한 속성의 균형을 제공합니다, 비용, 및 처리 가능성.

주요 비교 매개 변수

12. 결론

마그네슘 다이 캐스팅은 a로 진화했습니다 중요한 제조 기술 산업 우선 순위 가벼운 강도, 치수 정확도, 높은 생산 처리량.

재료와 함께 제공됩니다, 압형, 표면 보호 문제, 그것은 성능 장점- 특히 운송 및 전자 제품에서 - 사용을 정당화하기 위해.

글로벌 전환으로 대전, 지속 가능성, 가벼운 엔지니어링 가속, 마그네슘 다이 캐스팅은 현대 설계 및 제조 전략에서만 더욱 중요해질 것입니다..

이것에 의해 그 캐스팅 서비스를 관습하십시오

이것 고품질을 제공합니다 관습 다이 캐스팅 서비스 정확한 사양을 충족하도록 조정되었습니다.

수년간의 경험과 고급 장비, 우리는 정밀 금속 부품을 사용하여 사용하는 것을 전문으로합니다 알류미늄, 아연, 그리고 마그네슘 합금.

우리가 제공하는 것:

• OEM & ODM 다이 캐스팅 솔루션
• 지원 소규모 또는 대량 생산
• 맞춤형 금형 설계 및 엔지니어링 지원
• 단단한 차원 공차와 우수한 표면 마감재
• 2 차 작업, 포함 CNC 가공, 표면 처리, 그리고 집회

자주 묻는 질문

마그네슘은 캐스팅하기 쉽습니다?

마그네슘은 유동성이 우수하고 녹는 점으로 인해 비교적 쉽게 주조하기 쉽습니다. (~ 650 ° C).

하지만, 높은 화학 반응성은 산화를 예방하고 고품질 주물을 보장하기 위해 제어 된 대기 및 특수 장비를 필요로합니다..

마그네슘 죽는 방법은 어떻게 만들어집니다?

마그네슘 다이는 일반적으로 H13과 같은 고강도 도구 강으로 만들어집니다., 경도와 내구성을 위해 열처리됩니다.

여기에는 종종 정확한 냉각 채널과 표면 코팅이 포함됩니다 (PVD 또는 CVD처럼) 반복적 인 캐스팅주기 동안 열 피로와 마모에 저항하려면.

다이 캐스팅에 가장 적합한 금속?

최고의 금속은 응용 프로그램에 따라 다릅니다: 마그네슘은 가장 가벼운 무게와 좋은 힘을 제공합니다; 알루미늄 균형 강도, 내식성, 그리고 비용; 아연은 상세한 해상도와 낮은 용융 온도를 뛰어납니다.

선택은 성능을 기반으로합니다, 비용, 및 설계 요구 사항.

알루미늄 대신 마그네슘을 사용하는 이유?

마그네슘은 무게 감소가 중요 할 때 알루미늄보다 선호됩니다. 35% 거룻배.

또한 우수한 가공성과 좋은 차원 안정성을 제공합니다, 대량 최소화가 연료 효율과 성능을 향상시키는 자동차 및 항공 우주 부품에 이상적.