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LG谈电子产品中的镁合金薄壁件(一)

关注:33 发表时间:2019-10-08 11:11:25

1. 我们的目标:在电子产品中使用更多镁合金零件。

在3C产品领域,以笔记本电脑、手机和数码相机为代表的3C产品朝着轻、薄、短、小方向发展的推动下,镁合金的应用得到了持续增长,镁合金与传统3C产品使用的外壳材料相比,具有轻量化、抗震性好、无磁、散热、可回收等优点;特别是应用于3C产品外壳上其外观及触摸质感极佳,已成为设计的流线趋势。我们的目标是在电子产品中,使用更多的镁合金件。

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2. 压铸工艺很难生产厚度小于0.5mm的薄壁件

生产壁厚小于0.5mm压铸件的最大难度,在于保持熔体的流动性。对不同的镁合金材料,我们通过样件试验,了解其在不同壁厚情况的下流动性能。

AZ91D材料压铸流动性测试

在高压和高速流动的情况下,熔体与模具壁接触,料流前峰迅速冷却,极易产生浇不足、冷隔、裂纹、变形等铸造缺陷。我们需要不断改进铸件的工艺性设计,并优化模具浇铸系统、排气系统,改善生产工艺条件,例如:注射压力、压铸速度、模具温度等,来获得优质的薄壁铸件。

3. 智能手机0.4-0.6mm厚度镁合金铸件案例

初始的浇铸系统设计

模具初始设计以及相关参数的计算如下:

AnyCasting模拟仿真分析

研究显示,铸件与铸型间的传热系数与铸件产品的平均壁厚相关。在压铸工艺过程中,薄壁平板件产品的壁厚对传热系数的影响更为敏感,传热系数随壁厚减小而迅速增加。特别当平板薄壁件的厚度小于0.5mm时,HTC值显著减小。我们在AnyCasting模拟过程中,通过测试不同的HTC值,获得了不同的充填结果。其中当HTC=0.5(cal/cm2,s,℃)时,仿真结果与实际压铸件短射结果一致。

内浇口的优化设计

原始的普通平面浇口设计,在内浇口附近出现了明显的卷气问题。我们需要改进浇口设计来消除这一缺陷。

通过AnyCasting进行模具内浇口设计分析,对流动填充的均衡性和稳定性、温度场均匀性、二次氧化物生成量及分布等各因素进行综合比对和分析,结果发现:减少流动阻力的内浇口设计在各项因素的特性,都比普通的平面浇口有明显改善。

因此,我们最终选取了设计(3)的浇口方案。

小结:

1. 薄壁压铸件的关键在于熔体在高速、高压下的流动性;

2. AnyCasting模拟分析常用于电子产品镁合金薄壁件压铸工艺的改善;

3.薄壁件仿真分析需要注意HTC的设置,特别是壁厚在0.5mm以下时,HTC值对分析精度更为敏感;

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