CN1824425A

CN1824425A - 镁合金制品加工方法及其制程

Info

Publication number: CN1824425A
Application number: CN 200510007448
Authority: CN
Inventors: 徐名钧
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2006-08-30

Abstract

本发明是针对镁金属(或镁合金)的冶金性质以及物理特性，先将板片状的镁合金工件以加热方式破坏其分子结构使成为软化的固体，同时配合既定形成的模具施以至少一道预成型冲锻步骤，将软化的镁合金板件锻压成外壳制品的大致外型的变成品，接着再以略低于预成型步骤的加热温度配合既定形状的模具对该半成品施以主成型冲锻步骤，用以形成外壳内部的扣接部、段差部、反扣部、螺柱部位、肋骨部位等构型，最后再配合制品的要求选择性的施以切边、精整等后续加工处理。

Description

镁合金制品加工方法及其制程

技术领域

本发明涉及应用在镁合金制品加工技术，旨在提供一种主要以冲锻加工作业制造出具有精准尺寸、细部构型以及精美外观的镁合金加工制造流程。

背景技术

按，由于行幼电话、PDA、笔记型电脑等3C产品讲求质轻、强度高、防电磁波等商品诉求，已有将塑料外壳改为轻金属外壳的趋向；加上，环保意识抬头，以及在欧盟及日本近年来相继立法实施电子资讯产品相关的回收法令(例如：2006年欧盟协定全球电子产品需达百分之七十五回收材质的要求)，其回收性的轻金属俨然成为3C产品当中可用来取代塑胶做为外壳的最佳材料。

一般金属材料的质料较塑料为重，但强度较高，因此若使用铝、镁、钛等金属维材料，将可开发出轻量、高强度的制品；又，由于镁合金具备轻量化、散热性佳、可防电磁干扰、硬度及可塑性高等优点，业已在各产业的应用中快述崛起。

镁合金材料的加工既为未来炙手可热的产业，其应用市场具有极大的潜力，一般而言，镁合金的成型技术有压铸、半固态成型、锻造、冲压以及机械切削等技术，目前国内镁合金制品大多以压铸及半固态射出来成型，国内厂家大都以压铸方式进行，但由于镁的流动性差，使得压铸制程对于厚度越薄的工件成型难度越高，产品不良率亦相对提升，例如会有热裂、氧化、流纹、强度不足以及顶出变形的问题点发生，导致后续补修、整修的工作极耗费人力，进而造成成本提高；然而，外壳制品的发展趋势为厚度越来越薄，就目前产业状况调查显示，外壳的厚度为1mm时，利用压铸成型的镁合金制品的良率即已相当有限，不良率可述50％以上；又，目前所知的镁合金冲压技术只有对镁合金板材做局部的变形与冲剪，无法将材料变形成为螺柱与肋骨部分或者是变化的截面，因此镁合金冲压制品的限制在于无法形成应该具备的扣接构型，须配合塑胶材料所制成的承接件或塑合或焊接其他元件方可使用。

再者，就锻造制程而言，经由锻造可让材料产生大量的变形，使材料局部薄化或变厚，可形成变化的截面以及用以成型螺柱与肋骨的部位，且锻造制品的表面品质非常光滑，有利于制品后续的表面处理，因此对于镁合金3C外壳的加工制程而言，锻造制程是具有实际开发应用的价值；例如，日本SONY、日立金属及东京精锻工所合作开发的锻造镁合金MD外壳，已具有前述可成型肋骨部位以及变化的截面的部分优点，但由于该镁合金锻造工件亦有成型性不足(例如外壳的接合必须由螺丝以侧向锁固的方式构成)、易于变形、工件表面亦产生锻造缺陷等问题，显见就既有的镁合金的锻造制程而言，仍有一些问题有待克服。

发明内容

有鉴于此，本发明镁合金制品加工方法及其制程，即针对镁金属或镁合金的冶金性质以及物理特性，先将板片状的镁合金工件以加热方式破坏其分子结构使成为软化的固体，同时配合既定形状的模具施以至少一道预成型冲锻步骤，将软化的镁合金板件锻压成外壳制品的大致外型的变成品，接着再以略低于预成型步骤的加热温度配合既定形状的模具对该半成品施以主成型冲锻步骤，用以形成外壳内部的扣接部、段差部、反扣部、螺柱部位、肋骨部位等构型，最后再配合制品的要求选择性的施以切边、精整等后续加工处理即完成所有镁合金制品加工制程。

附图说明

图1A为本发明的加工制造流程图；

图1B为本发明的另一加工制造流程图；

图2为镁合金六方最密结晶结构的滑移系统示意图。

具体实施方式

为能使贵审查员清楚本发明的组成，以及实施方式，兹配合图式说明如下：

本发明镁合金制品的加工方法是针对镁金属(或镁合金)的冶金性质以及物理特性，透过至少两道冲锻成型步骤将原来的镁合金材料加工成为预期的制品构型；至于，整体镁合金3C外壳的加工制程如图1所示，基本上是依序包括有：取得镁合金板材、至少一道预成型冲锻、一道主成型冲锻，以及后续选择性的切边、精整等步骤。

具体而言，是先将板片状的镁合金工件以加热方式破坏其分子结构使成为软化的固体，同时配合既定形状的棋具施以至少一道预成型冲锻步骤，形成预定的成品，将软化的镁合金板件锻压成制品的大致外型的成品，按着再以略低于预成型步骤的加工温度配合既定形状的模具对该半成品施以主成型冲锻步骤，用以形成外壳内部的扣接部、段差部、反扣部、螺柱部位、肋骨部位等构型，最后再配合制品的要求选择性的施以切边、精整等后续加工处理即完成所有镁合金制品的加工制程。

另外，其预成型冲锻可做所需成型的制品形式，先经由第一道预成型的暂型冲锻，再由第二道预成型冲锻，使其外壳形成预定的形式，进一步可于精整步骤后再结合上色步骤，而该上色步骤则可为喷涂方式或阳极处理方式。

于实施时，由于镁合金的结构为如图2所示的六方最密堆积结构(HCP)，因此当常温下塑性加工时，滑移系统只有(0001)<1220>的底面系统，滑移系统少，故延展性差，在常温下不易进行塑性加工；又，随着温度上升，非底面滑移所需的临界剪应力下降，加热至摄氏200度以上温度时，共滑移系统增加了{1010}<1220>柱面滑移系统与{10101}<1220>锥面滑移系统，在摄氏300度左右大约与底面滑移系统所需的流动应力相当，使其变形能力大幅提升，在此温度条件下方可进行；故，一般镁合金材料的锻造需采用热间锻造，其锻造温度范围(加工温度)一般为摄氏330度至摄氏380度之间。

再者，镁合金的可锻性(Forgeablility)是受到固相线温度、变形速率以及晶粒大小等三种重要因素影响，一般而言镁合金锻造温度约在其固相线温度以下50℃内(此与铝合金相似)，锌含量高的镁合金(如ZK60)有时会有残留少量在铸锭固化时产生低融点共晶相(eutectic)，此共晶相超过315℃时就会融化，导致锻造作业时工件的严重破裂，必须再提高锻造温度以使共晶相充分融解，将镁铸锭均质化以提高固相线温度；又，商业用镁合金含铝、锆及钍而较没有共晶相，因此没有低温的热脆性(Hot shortness)，锻造用镁合金于低速成型(如液压机)的可锻性良好，在落锤锻造时则经常会有龟裂的现象产生，即使在机械压床上，快述溢出的毛边金属也很容易断裂；另外，含有粗晶粒的胚料在快速变形过程中也特别容易断裂。

故，以镁合金冶金性质而言，其结构为HCP，成型性不好，必须进行高温成型，但其组织内又存在共晶相，锻造温度不能太高，否则会造成共晶液化，使产品质劣化，除此之外，锻造速度亦不能过快，否则塑性变形所产生的热量亦会造成温度过高；就物理特性而言，其散热性佳即易造成温降，使成型性劣化。

值得一提的是，在棋具设计上，若所欲成型的制品有倒钩或内凸的扣接设计时，最好采用复动化模具以确保工件脱模顺利；除此之外，还要注意润滑的方法以及润滑剂的使用。

如上所述，本发明提供镁合金制品一较佳可行的加工制造方法以及相关的制程，于是，依法提呈新型专利的申请；然而，以上的实施说明及图式所示，是本实用新型较佳实施例之一，并非以此局限本实用新型，是以，举凡与本实用新型的构造、装置、特征等近似、雷同，均应属本实用新型的创作目的及申请专利范围之内。

Claims

1、一种镁合金制品加工方法，其特征在于：是透过冲锻成型步骤将原本的镁合金材料加工成为预期的制品构型。

2、一种镁合金制品加工制程，其依序包括有：

(1)取得镁合金板材；

(2)预成型冲锻；

(3)形成预定的成品；

(4)主成型冲锻；

(5)切边；

(6)精整；

(7)完成成品。

3、如权利要求2所述镁合金制品加工制程，其中，进一步可于精整步骤后再结合上色骤。

4、如权利要求3所述镁合金制品加工制程，其中，该上色步骤可为喷涂方式或阳极处理方式。

5、如权利要求2所述镁合金制品加工制程，其中，预成型冲锻可依所需成型的制品形式，先经由预成型的暂型冲锻，再由主成型冲锻，使其外壳形成预定的形式。