Proe/Creo产品结构设计：DFM压铸件材料选择指南

本章目的：了解压铸件常用材料和牌号。

1.常用压铸材料介绍

产品设计工程师在选择压铸材料时,应当根据产品的使用性能、工艺性能、生产条件、经济性以及压铸材料的特点等各种因素,合理选择正确的压铸材料。常用的压铸材料包括铝合金、锌合金和镁合金等。

2.铝合金

铝合金是目前应用最多的压铸材料,广泛应用于汽车工业、摩托车工业、航空航天等

铝合金的特点如下

1)铝合金的密度较小,仅为铁、铜、锌的1/3左右,比强度和比刚度高是其突出优点。

2)铝合金具有良好的导电、导热性能。

3)铝合金抗氧化腐蚀性能好。在空气中,铝的表面容易生成一层致密的三氧化二硫氧化膜,能阻止进一步被氧化。

4)铝合金具有良好的压铸性能。铝合金压铸工艺简单,成形及切削加工性能良好,具有较高的力学性能及耐蚀性,是代替钢铁铸件最具潜力的合金。

5)铝合金的高温力学性能很好,在低温下工作时同样保持良好的力学性能。

6)铝合金的缺点是容易在最后凝固处产生大的集中缩孔。此外,铝合金与铁有很强的亲和力,易粘模,应在冷室压铸机上压铸。

铝合金的应用见表5-1。

3.锌合金

锌合金的特点如下:

1)锌合金具有优良的铸造性能、力学性能、韧性,在传统的机械件、五金件、锁具、玩具等行业中应用很广。

2)锌合金具有优良的电和热传导性能,良好的振动阻尼特性、良好的电磁屏蔽性能,在电子、电信、家电产品中的应用不断增长。

3)锌合金是一种通用、可靠、低成本的材料,易于压铸生产。锌合金具有良好的压铸性能,因此更容易压铸形状复杂、薄壁、尺寸精度高的产品。由于锌合金的薄壁铸造性能,可实现产品轻量化和降低成本的要求。

4)与铝合金和镁合金相比,锌合金具有较高的抗拉强度、屈服强度、冲击韧度和硬度、较好的伸长率。

5)锌合金压铸件表面非常光滑,可不作表面处理直接使用,同时也比较容易进行各种表面处理,如抛光、电镀、喷涂等,以获得更佳的表面质量。

6)锌合金熔点低,在385℃熔化,相比于铝合金和镁合金,锌合金最容易压铸成形。

7)抗腐蚀性差。当锌合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时,将会逐渐老化而发生变形,表现为体积胀大,力学性能(特别是塑性)显著下降,时间长了就会破裂。

8)时效性。使用时间过长,锌合金压铸件的形状和尺寸会稍有变化。

9)锌合金不宜在高温和低温的工作环境下使用。锌合金在常温下具有良好的力学性能,但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降。锌合金容易老化,这是锌合金的应用范围受到限制的主要原因。锌合金的工作温度范围较窄,温度低于-10℃时,其冲击韧度急剧降低。温度升高时,力学性能下降,且易发生蠕变,因此,受力零件的温度一般不超过l00℃。严格控制锌合金原材料的纯度和熔炼工艺过程,在锌合金中添加少量的Mg和适量的Cu,可以减轻或消除老化现象及改善切削加工性能。

锌合金的应用主要分为两大类,见表5-2。