镁合金PDA外壳锻件之研究与开发

王凱弘

鎂合金PDA外殼鍛件之研究與開發


鎂合金材料因其具有密度小(約為鋁的2/3,鋼的1/4,鈦的1/3),散熱佳與防EMI等之特性,使用於電子產品,諸如手機,筆記型電腦及攜帶式之電子書等等之薄外殼件,具輕量化與維護人體健康之優點,有市場上之賣點,因此,近兩年來在世界上掀起研究開發之熱潮。而鎂合金之鍛造在日本精鍛工公司發表所謂之Press Forging製程,進行MD外殼之沖鍛成形後,在國內外之鍛造業界也掀起鎂合金薄殼件之開發熱潮。但是鎂合金鍛造就冶金性質而言,材料結構為HCP,成形性不好,必須進行高溫成形,但其組織內又存在共晶相,鍛造溫度不能太高,否則會造成共晶相液化,使產品品質劣化,故其鍛造溫度範圍窄,除此之外,鍛造速度亦不能過快,否則塑性變形所產生之熱量,亦會造成溫度過高;就物理特性而言,其散熱性佳,即易造成溫降,使成形性劣化;就製程作業而言,由於外殼件之厚度薄,外形複雜,除有補強之肋骨設計外,還有扣接或固鎖之機構設計與外觀之設計,故工程道次多,鍛造時脫模不易或頂出時易造成工件變形,此外,boss成形時易造成吸穿(suck through)之缺陷;在模具設計上,若產品有倒鉤或內凸之扣接設計時,則需要採用複動化模具,才能確保工件脫模順利。因此,就其鍛製上之困難點可歸納為以下幾點:

Ø                      鍛造溫度控制不易

Ø                      成形工程道次多

Ø                      模具設計複(產品有扣接設計時)

Ø                      工件易產生缺陷

Ø                      工件厚度易不均

Ø                      模具易於破裂

除此之外,在鍛造製程中還要注意潤滑之方式與潤滑劑之使用。整體而言,鎂合金外殼件之鍛造並非易事。

以下為本校與寶一科技公司合作共同開發之鎂合金PDA外殼鍛件之例子。研究內容如下:

Ø                      製程設計 預成 完成噴砂

Ø                      製程參數:材料: AZ31B*2.3mm板料。鍛造溫度:320~370。模具溫度:150~200。潤滑劑:石墨

Ø                      模具設計:複動化模具

Ø                      設備:650 ton 肘節式鍛機

Ø                      鍛造負荷:200~400 ton

下圖為經機械加工過鍛件與完成鍛複動模具外觀。鍛件外觀顯示扣接部之倒鉤直接成形,boss成形後沒有流穿之缺陷,內壁之凸起部與階梯部亦直接成形,鍛件厚度為0.7mm~0.9mm。本工件外觀雖大致已成形出來,但是在導入量產時尚仍有諸多製程參數與製程安排之問題待進一步深入研究探討,此亦為國內廠家在進行鎂合金鍛造時所需突破與克服之問題點。


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鍛件正面之外觀

鍛件背面之外觀

鍛件扣接部之外觀

完成鍛複動模具

的外觀

鍛件卡筍部的外觀


2021-04-11 11:48
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金易五金

具备工艺开发、模具设计、模具制造及产品规模生产的综合能力