如何實施鎂合金壓鑄項目

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如何實施鎂合金壓鑄項目簡介
    1 國內鎂資源優勢 我國所獨有的廉價高品質鎂資源。目前我國原鎂產量居世界首位。我國是鎂的資源大國佔全球產量的40%,其中,菱鎂礦儲量居世界首位,約27億……
如何實施鎂合金壓鑄項目正文
    1 國內鎂資源優勢

我國所獨有的廉價高品質鎂資源。目前我國原鎂產量居世界首位。我國是鎂的資源大國佔全球產量的40%,其中,菱鎂礦儲量居世界首位,約27億噸,佔全球儲量的22.5%。充分利用和發揮我國的資源優勢,擴大鎂合金等輕質合金材料在汽車、家電和電子信息減重、節能、環保要求的同時,提高產品技術含量,增強企業創新能力和國際競爭力。

2 國家扶持的高新技術產業

鎂合金產品作為國家「十五」科技攻關重大項目「鎂合金開發應用及產業化」專項,科技部在「十五」期間,把鎂合金開發應用及產業化項目作為一個重要項目來建設。據有關專家預計,在今後幾年中,從鎂合金的資源開發到產品應用,直到形成產業化基地,專項所要帶動的是一個上百億元的產業群。不斷擴大高附加值鎂產品出口,促進鎂在各相關行業的應用,形成鎂相關高新技術產業群,將大大推動我國汽車、家電、通訊及電子信息等行業的產品升級換代和結構調整。

3 國內鎂合金壓鑄現狀

有資料表明,我國鎂合金壓鑄件產量在最近的7年裡增長了2倍多,平均年增長率達18%,而且在一些地區還形成了不同產品種類和規模的鎂合金壓鑄產業群體。 在廣東省,鎂合金壓鑄件生產群體主要由一批台資和港資企業組成,他們主要集中在珠江三角洲一帶,以生產計算機、通訊和消費類電子產品部件為主,代表性企業有:台資企業富士康、黃江精誠,港資企業嘉瑞、鎂達等。

在長三角地區,近幾年也湧現出一批鎂合金壓鑄企業,以台資居多,主要投資地點是上海、蘇州、崑山等地。其中,上海乾通汽車附件公司、上海鎂鎂壓鑄廠、上海中鎂科技公司等鎂合金汽摩配件製造公司。

在重慶地區,則以重慶鎂業科技股份有限公司為龍頭,產品定位在汽車、摩托車和手動工具等鎂合金壓鑄件上。按照規劃,到2010年的時候,90%重慶產摩托車每輛最少使用8公斤以上的鎂合金壓鑄件。

其他地區也有一些規模較大、頗具特色的企業,如青島金谷鎂業股份有限公司以家電、通訊類產品為主,為海爾、海信、摩托羅拉等公司提供產品;一汽鑄造有限公司以汽車用鎂合金壓鑄件為產品定位方向,批量生產轎車方向盤和大馬力柴油機汽缸罩蓋。

業內專家認為,雖然鎂合金壓鑄業在我國仍處於起步階段,與國外的差距也很大,但我國原鎂產量居世界首位,鎂合金作為最輕的金屬工程材料,憑藉其優良的機械性能和抗電磁干擾及屏蔽性能,在我國汽車、摩托車及3C領域的應用越來越廣,可以預計,我國鎂合金壓鑄業大發展的時期正在到來。

4 國外鎂合金壓鑄現狀

既往國際間多以鎂合金壓鑄件應用在汽車、航天等工業,我國和日本則多應用在3C產業(見下表) ,使得當前全球鎂合金的應用範圍從汽車、航天延伸至輕薄短小的3C產業,當前鎂合金全球年消耗成長率約達20%,其中,以3C產業為主的亞洲鎂合金壓鑄市場更是蓬勃發展,1991~2000年亞洲鎂合金壓鑄市場年複合成長率約31.1%,且由於我國在亞洲屬3C產品的主要生產國之一,我國鎂合金壓鑄業當前在亞洲已領先常規競爭對手如南韓,並有逐漸替換日本成為機殼主要供應者的潛力。雖當前因廠商競相投入造成供過於求的情況,但因廠商多投入筆記型計算機機殼的製造,至於在其他3C產業領域方面開發較少,可開發空間相當大。歐美多以鎂合金汽車零部件為主,機器也以中大型冷室壓鑄機為主。鎂合金壓鑄佔全球首位,目前我國的汽車行業的鎂合金也逐步步入成熟階段,專家預計2010年我國的鎂合金壓鑄業將位於全球第一。

5 鎂合金的特性

5.1 質量輕——下表列出了有關金屬的比重(g/cm3):
在同等剛性條件下,一磅鎂的堅固程度等同於1.8磅的鋁和2.1磅的鋼。同時,鎂能制出與鋁同樣複雜的零件而重量則較後者輕三分之一。上述特性對於現代一些手提類產品是至關重要的。而對於車輛,這一特性將顯著地減少其啟動慣性,並節省燃料消耗。

5.2 吸震性能高——鎂有極好的滯彈吸震性能(absorb energy anelastically),可吸收振動和噪音,這對於用作設備機殼減小噪音傳遞,和提供防衝擊與防凹陷損壞是重要的。

5.3尺寸穩定性——這是鎂的特點之一。當它從模具中取出時,產品只有很小的殘餘鑄造應力,因此,它無需退火和去應力處理的必要。某些金屬長期暴露在較高溫度環境下,即是不載入負荷也會產生尺寸結構的變化。而使用AM類鎂鑄造合金則不會出現這類現象。而在載入情況下,這種金屬也能呈現很好的抗蠕變特性。例如,AM壓鑄件在超過120℃條件下承受100小時,只有0.1%至0.5%的總伸長。其它一些新發展的鎂合金還可提供更大的抗蠕變強度。

5.4 自動化生產能力和高的模具壽命——由於熔融的鎂不會與鋼起反應,這使得它更易於實現在熱室壓鑄機中進行自動生產操作,同時也延長了鋼製模具的壽命。與鋁的壓鑄相比,鎂鑄造模具壽命可比前者高出2-3倍,通常可維持20萬次以上的壓鑄操作。

5.5 良好的鑄造性能——在保持良好的結構條件下,鎂允許鑄件壁厚小至0.6mm。這是塑膠製品在相同強度下,無法達到的壁厚。至於鋁合金也要在1.2-1.5mm範圍下,才可以和鎂相比。另外,鎂合金在長時間使用及溫度升高不會產生組織變化,低溫(-10度以下)時,亦無脆裂問題。鎂合金目前一般可以壓鑄到0.8mm,並朝0.5mm邁進,力勁公司之鎂合金冷室壓鑄可達0. 6mm,熱室壓鑄可達0.4mm。同等支撐強度的外殼,鎂鋁合金的製品,重量為工程塑料(ABS)的54%,抗拉強度則為2.4倍,可承受連續3次從1米高處落下的衝擊,足夠提供NB用LCD面板(panel)所需的剛性。

5.6 高的模鑄生產率——與鋁相比,鎂有更低的單位體積熱含量,這意味著它在模具內能更快凝固。一般說來,其生產率比鋁壓鑄高出40-50%,最高時可達到壓鑄鋁的兩倍。鎂與鐵的反應性低,壓鑄時壓鑄模產生燒損少,與鋁合金相比,壓鑄模使用壽命提高2-3倍,通常可維持20萬次以上;

5.7 良好的切削性能——鎂比鋁和鋅有更好的加工及切削特性,這促使鎂成為最易切削加工的金屬材料。下表列出了有關金屬的切削能量消耗指數比較:
鎂的良好切削性表現在:允許較高的切削速度;減少切削加工時間;比其它金屬有高出幾倍的刀具壽命(極少停機換刀並節省了操作時間與刀具成本);有優良的表面光潔度,並一次切削獲得;極少出現積屑瘤;有良好的斷屑特性及溫度傳導性,可免除使用冷卻液或潤滑液。

5.8 可回收再用——鎂合金材料取得不虞匱乏,自海水即可提煉,不會有原料不易取得之問題。另外,鎂合金不良品可完全回收再提煉,並作為AZ91D、AM50或AM60的二次材料進行鑄造。由於壓鑄件的需求不斷增長,可回收再用的能力是非常重要的。這符合環保的要求,使得鎂合金比許多塑膠材料更具吸引力。

5.9 高散熱性——鎂合金有高散熱性能,適合現今設計密集的電子產品。鎂合金熱傳導性比一般結構用金屬的好,可供熱源快速的分散。筆記型計算機一旦過熱便易系統不穩,目前的散熱方式是在工程塑料外殼內,以熱管導開熱源、加裝鰭狀熱片,或風扇做強制對流等,故熱傳導能力為塑料150倍以上的鎂鋁合金,是未來高級NB的最佳選擇。

5.10高電磁干擾屏障——鎂合金有良好的阻隔電磁波功能,適合現今發出電磁干擾的電子產品。例如NB用工程塑料外殼不具電磁屏蔽功(EMI),需加裝如鎳或銅的電磁波吸收物質,才能使外殼具防電磁波功能。加裝吸收物質的工程塑料,在數百MHZ的CPU工作頻率的吸收能力為55db,而鎂鋁合金的吸收程度可達全頻率範圍100db以上,可謂完全吸收,不需再有其它防範措施,因此可大幅降低成本。另外,鎂合金也可對行動電話所發射的電磁波做有效的阻隔,將可降低電磁波對人腦的影響。

5.11回收性能好,符合環保要求,節約地球有限資源,使得鎂合金比塑料材料更具 有吸引力;鎂再生消耗的能源僅為從礦石冶鍊獲得鎂錠所消耗能源的百分之幾。

5.12印痕性好,鎂合金與其它物體衝撞時產生的印痕比鋁和軟鋼小。

5.13鑄造性能好,鎂合金壓鑄件最小壁厚可達0.6mm,而鋁合金為0.8-1.5mm;

5.14其它特性——除上述主要特性外,鎂合金還具有長期使用條件下的良好抗疲勞,以及低的裂紋傾向,和無毒、無磁性等一些特點。

上述性能優勢,鎂是很好的輕質工程材料,是21世紀的綠色工程材料」,使鎂合金勢不可擋的成為現在及未來最有價值的新興金屬材料。

第二章 鎂合金項目建設方案

1 鎂合金項目建設方案

深圳亞美科技有限公司容製造、生產、貿易於一體的高科技企業,專業針對鎂合金的項目建設,無論從設備還是技術上,亞美科技能為客戶提供一條龍式的服務,為客戶建立全面的鎂合金生產線,提供鎂合金建設的交鑰匙工程。 一般鎂合金項目建設方案如下:

1.1 產品定位

3C類產品、電動工具、家電配件、汽車配件、摩托車配件、機車配件及其他配件。

1.2 機器選型

1.2.1製造3C類產品:建議採用進口鎂合金熱室機,其中我司代理的加拿大多滑塊高效實時控制MgX鎂合金系列精密壓鑄機能滿足該層次客戶的需求。

MgX系列鎂合金壓鑄機代表當今世界最先進的多模塊滑動鎂合金精密壓鑄水準,與常規壓鑄機相比,MgX系列機器可以降低生產成本達50%。
MgX 鎂合金精密壓鑄機應用範圍:

◆從0.5mm壁厚的手機殼、數碼攝相機殼、其他電子產品殼體到複雜結構件,如汽車變速箱殼體、變速箱蓋等。
多滑塊技術/分型面射料特點:
◆「多滑塊」熱室壓鑄機有兩個或兩個以上獨立滑塊,獨立滑塊帶動模塊在一個精密滑動導軌系統上移動
◆使用4個滑塊是普遍,多至8滑塊也是可能的(六個液壓和兩個氣動)
◆每個模塊面上有一或多個型腔/芯,它們組合一個完整的型腔和流道輪廓(液體金屬被壓射進型腔)
◆模塊的相交面的固定由夾緊系統保持
◆液體金屬被垂直壓射到模塊相交面的分型面(分型面射料),因此可以消除常規壓鑄時產生的澆口

1.2.2製造汽摩等大型鑄件類產品:建議採用進口冷室鎂合金壓鑄機,其中我司代理的西班牙Pretransa冷室壓鑄機能滿足該類客戶的需求。尤其對於要求精密度高的產品,採用進口鎂合金壓鑄機將大大提高生產效率和成品率。

Pretransa機器配置能滿足鎂合金壓鑄的需求:配有取料機械手界面;模具噴塗裝置界面;自動化界面;真空裝置界面;壓射活塞潤滑界面。

可編程的邏輯控制櫃配置有西門子PLC;可觀察數據和報警的PC控制器;可支持100種模具設計尺寸;各種操作界面 PCI (壓射控制) 和 PCP (產品控制) ;可實現遠程控制,用數據機連接到網際網路或公司區域網在辦公室對機器進行遠程控制;提供數據機與PLC子控制器連接的操作界面 液壓裝置配有實時控制系統,機器的速度和壓力數據顯示 ;頂板的速度和壓力數據顯示;優異鎖模感測器,壓力感測器;比例壓射閥(多點式的壓射);液壓液採用乙二醇溶液;模具被充滿后壓射止動控制。

以上該類型的機器性能穩定,生產效率高,複合節能環保的要求,其中多項歐洲機器特有的功能更適宜鎂合金壓鑄生產。

1.2.3產品質量要求不是很高的鎂合金壓鑄件:可以採用我司開發的亞美牌國產鎂合金壓鑄機。該機器參數及性能,完全達到或超過國內同類產品,部分性能達到國際相關機器的水平,能滿足一般鎂合金製品生產的需求。
1.2.4鎂合金熔爐:採用加拿大邁格卡斯特Magoastec公司的鎂合金熔化爐,大大保證了鎂合金的安全有秩序的生產。也可採用亞美科技生產的鎂合金熔化爐。

2.項目投資實例

以下實例為亞美公司在鎂合金項目建設上初步方案及規劃:

2.1某公司計劃投資2500萬建設鎂合金壓鑄項目

2.2產品定位在列車零部件加工領域

2.3壓鑄機設備採用國產亞美鎂合金採用DCC400(1台)、DCC500(1台)、DCC630(2台計人民幣約660萬.

2.4 進口鎂合金壓鑄用熔

進口熔爐MMF-500(4台)、MMF-850(2台)、MMF-1000(1台),總計人民幣844萬.

2.5國產自動給料機及模溫機

根據壓鑄機的型號及數量,相應自動給料機及模溫機也為七台,據壓鑄機型號大小為5-12萬元不等,總計價格為50-70萬元。模溫機採用國產,單價為10-15萬元左右,總計為90萬元左右。

2.6 國產油壓沖剪機

根據壓鑄機的配置及生負荷的要求,配置四台國產油壓沖剪機,預計單價15萬人民幣左右,總計60萬左右。

2.7 進口震動拋光機

根據壓鑄機的配置數量20-35萬元人民幣左右,總計80-175萬元人民幣左右。

2.8台灣產CNC數控機床根據壓鑄機的數量及生產零台灣產數控機床,價格適中,預計單台75-100萬元人民幣,總計325-350萬元人民幣左右。

2.9鎂合金零

根據鎂合金零件加工的特點,洗→紅外烘乾→噴漆→紅外烘乾→檢驗。採用香港公司生產的后處理生產線,預計整條生產線價格為350-400萬元人民幣左右。

因此,該公司一期工程整個設備投資(不包括初步預算為2544-2649萬元人民幣。最後實際投資總額多少應根據八達公司選用的具體設備採購價計算。本預算大於實際投資。

本次規劃,是按照以汽車方向盤、列車機車零部件、電動工具外殼為主,3產品為輔的規劃方案。規劃冷室機,其中400T/500T/630T機器,也可以生產大部分3C產品(一模2件或4件),熔爐和壓鑄機分開,維修及更換易損件都十分容易。

3 最經濟實惠的項目建設方案

目前我司成功研發了將普通鋅型由原來的鋅鋁合金壓鑄直接進行鎂合金的壓鑄生產.
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