鎂合金PDA外殼鍛件之研究與開發(fā)

鎂合金PDA外殼鍛件之研究與開發(fā)

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，使用于電子產(chǎn)品，諸如手機(jī)，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(hù)人體健康之優(yōu)點(diǎn)，有市場(chǎng)上之賣點(diǎn)，因此，近兩年來在世界上掀起研究開發(fā)之熱潮。而鎂合金之鍛造在日本精鍛工公司發(fā)表所謂之Press Forging制程，進(jìn)行MD外殼之沖鍛成形后，在國(guó)內(nèi)外之鍛造業(yè)界也掀起鎂合金薄殼件之開發(fā)熱潮。但是鎂合金之鍛造就冶金性質(zhì)而言，材料結(jié)構(gòu)為HCP，成形性不好，必須進(jìn)行高溫成形，但其組織內(nèi)又存在共晶相，鍛造溫度不能太高，否則會(huì)造成共晶相液化，使產(chǎn)品品質(zhì)劣化，故其鍛造溫度范圍窄，除此之外，鍛造速度亦不能過快，否則塑性變形所產(chǎn)生之熱量，亦會(huì)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；就制程作業(yè)而言，由于外殼件之厚度薄，外形復(fù)雜，除有補(bǔ)強(qiáng)之肋骨設(shè)計(jì)外，還有扣接或固鎖之機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與外觀之設(shè)計(jì)，故工程道次多，鍛造時(shí)脫模不易或頂出時(shí)易造成工件變形，此外，boss成形時(shí)易造成吸穿(suck through)之缺陷；在模具設(shè)計(jì)上，若產(chǎn)品有倒鉤或內(nèi)凸之扣接設(shè)計(jì)時(shí)，則需要采用復(fù)動(dòng)化模具，才能確保工件脫模順利。因此，就其鍛制上之困難點(diǎn)可歸納為以下幾點(diǎn)：
??? 鍛造溫度控制不易
??? 成形工程道次多
??? 模具設(shè)計(jì)復(fù)雜(產(chǎn)品有扣接設(shè)計(jì)時(shí))
??? 工件易產(chǎn)生缺陷
??? 工件厚度易不均
??? 模具易于破裂
??? 除此之外，在鍛造制程中還要注意潤(rùn)滑之方式與潤(rùn)滑劑之使用。整體而言，鎂合金外殼件之鍛造并非易事。
??? 以下為本校與寶一科技公司合作共同開發(fā)之鎂合金PDA外殼鍛件之例子。研究?jī)?nèi)容如下：
??? 制程設(shè)計(jì)： 下料→加熱→潤(rùn)滑→預(yù)成形→加熱→潤(rùn)滑→粗鍛→加熱→潤(rùn)滑→ 完成鍛→沖孔→修邊→彎曲→噴砂
??? 制程參數(shù)：材料： AZ31B*2.3mm板料。鍛造溫度：320℃~370℃。模具溫度：150℃~200℃。潤(rùn)滑劑：石墨
??? 模具設(shè)計(jì)：復(fù)動(dòng)化模具
??? 設(shè)備：650 ton 肘節(jié)式鍛機(jī)
??? 鍛造負(fù)荷：200~400 ton
??? 下圖為經(jīng)機(jī)械加工過鍛件與完成鍛復(fù)動(dòng)模具外觀。鍛件外觀顯示扣接部之倒鉤直接成形，boss成形后沒有流穿之缺陷，內(nèi)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(dǎo)入量產(chǎn)時(shí)尚仍有諸多制程參數(shù)與制程安排之問題待進(jìn)一步深入研究探討，此亦為國(guó)內(nèi)廠家在進(jìn)行鎂合金鍛造時(shí)所需突破與克服之問題點(diǎn)。