TW201323109A - 鎂合金製品的製造方法 - Google Patents

Abstract

一種鎂合金製品的製造方法，首先提供具有模穴的模具，接著對此模具加熱，以使模穴內的溫度升高至預設溫度。再來，將鎂合金胚料置入模穴內。然後，施壓至模穴內的鎂合金胚料，以使鎂合金胚料在密閉的模穴中形成對應於模穴之形狀的鎂合金製品。

Description

鎂合金製品的製造方法

本發明是有關於一種金屬製品的製造方法，且特別是有關於一種鎂合金製品的製造方法。

一般金屬材料的質料較塑料為重，但強度較高，因此若使用鋁、鎂、鈦等金屬材料，將可開發出輕量、高強度之製品。又，由於鎂合金具備輕量化、散熱性佳、可防電磁干擾、硬度及可塑性高等優點，業已在各產業的應用中快速崛起。

鎂合金材料之加工既為未來炙手可熱之產業，其外殼件之市場具有極大之潛力，與鎂合金材料相關之各種關鍵成形製程技術均有廠家展開研究開發。一般而言，鎂合金之成形技術有壓鑄、半固態成形、鍛造、沖壓等技術。目前國內鎂合金製品大多以壓鑄來成形，但由於壓鑄製程對於厚度愈薄之工件，其成形難度愈高，產品不良率相對提升，一般會有熱裂、氧化、流紋、強度不足與頂出變形之問題點發生，導致後續之補修、整修之工作極耗費人力，造成成本提高。

另一方面，由於沖壓製程只有對於鎂合金板料做局部之變形與沖剪，無法將材料變形以成形變化之截面。也就是說，沖壓件之限制在於無法形成扣接部，須配合塑膠之承接件或膠合或銲接其它元件才可加以應用。

至於鍛造製程，其不但可以讓材料產生大量變形，使材料局部薄化或變厚，進而形成變化之截面，且鍛件之表面品質非常光滑，使後續表面處理易於作業。由此可知，鍛造製程是具有實際開發應用之價值，值得加以研究開發。

圖1A為習知進行熱鍛造製程所使用的模具之示意圖。圖1B為習知使用圖1A之模具所鍛造出的鎂合金製品示意圖。請參照圖1A，模具100包括上模102與下模104，而在習知用以製作鎂合金製品的鍛造製程中，是將鎂合金胚料106置於下模104的模穴105內，然後再令上模102往下模104移動而施予壓力至鎂合金胚料106，以將鎂合金胚料106壓成鎂合金製品110。在施壓過程中，會在上模102與下模104之間留有空間108讓多餘的胚料溢出，因此在施壓定型後，必須再對鎂合金製品110進行切邊製程，以將溢料邊112切除。由此可知，此種工法相當耗費材料成本及加工成本。

有鑑於此，本發明提供一種鎂合金製品的製造方法，以降低成本，並製作出尺寸精準的鎂合金製品。

本發明提出一種鎂合金製品的製造方法，首先提供包括上模及下模的模具，其中上模具有沖頭，下模則具有模穴，用以容置上模之沖頭。接著，對此模具加熱，以使模穴內的溫度升高至預設溫度。再來，將鎂合金胚料置入模穴內。然後，將上模與下模壓合，使上述沖頭位於模穴內，且沖頭與模穴內壁之間的間隙介於0.05 mm至0.1 mm之間，因而藉由沖頭施壓至模穴內的鎂合金胚料，以使鎂合金胚料在模穴中形成對應於模穴之形狀的鎂合金製品。

在本發明之一實施例中，在對上述模具進行加熱前，更包括偵測模具之溫度，並依據偵測所得之結果對模具進行加熱。

在本發明之一實施例中，上述之模具埋設有加熱管，且模具是藉由此加熱管進行加熱。

在本發明之一實施例中，上述之鎂合金胚料為擠型鎂合金胚料。

在本發明之一實施例中，在將上述鎂合金胚料放入模穴之前，更包括將鎂合金胚料加熱至攝氏300度至攝氏500度之間。進一步來說，其例如是將鎂合金胚料加熱至攝氏350度至攝氏450度之間。

在本發明之一實施例中，上述之預設溫度介於攝氏150度至攝氏300度之間。進一步來說，上述之預設溫度例如是介於180度至攝氏250度之間。

在本發明之一實施例中，上述將上模與下模壓合的步驟是透過液壓機來施壓至上模。

在本發明之一實施例中，上述之液壓機之施壓速率例如是介於10 mm/sec至15 mm/sec之間。

本發明之鎂合金製品的製造方法是在熱鍛造的製程中，令鎂合金胚料置於幾近密閉的模穴內進行加壓成型，以避免溢料過多而浪費材料，並製成尺寸精準的鎂合金製品。而且，由於透過本發明之製程所製作出的鎂合金製品不具溢料邊，無須再進行切邊處理來切除溢料，因此除了可以進一步節省加工成本，還可以保持連續的鍛造流線，進而具有較佳的抗拉強度。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖2為本發明之一實施例中鎂合金製品的製造流程方塊圖，圖3A則是本發明一實施例中鎂合金製品的製造方法中所使用的模具示意圖。請同時參照圖2及圖3A，首先如步驟S210所述，提供模具310。具體來說，本實施例之模具310例如是由上模312與下模314所構成，且上模具有沖頭311，下模314則具有模穴313，而模穴313可容置沖頭311。

接著，如步驟S220所述，對模具310加熱，使模穴313內的溫度升高至至預設溫度。具體來說，此預設溫度大約介於攝氏150度至攝氏300度之間。而在本實施例中，預設溫度例如是介於180度至攝氏250度之間。

再來，如步驟S230所述，將鎂合金胚料302置入加熱後的模穴313內。在本實施例中，鎂合金胚料302例如是擠型鎂合金胚料。而且，再將鎂合金胚料302置入模穴313之前，還可以先將鎂合金胚料302加熱，以使其分子結構變大而成為軟化的固體。舉例來說，鎂合金胚料302在置入模穴313之前，例如是被加熱至攝氏400度至攝氏500度之間，且較佳的是被加熱至攝氏350度至攝氏450度之間。

然後，如步驟S240所述，施予壓力至上模312，使其與下模314壓合，也就是藉由施予在上模312的壓力而使沖頭311移動至模穴313內，並藉由沖頭311施壓至位在模穴313內的鎂合金胚料302，以使其在模穴313中形成對應模穴313之形狀的鎂合金製品304，如圖3B所示。特別的是，當沖頭311移動至模穴313內時，沖頭311與模穴313內壁之間具有約為0.05 mm至0.1 mm的間隙D，以利於模穴313內的氣體自此排出。

具體來說，本實施例例如是利用液壓機(圖未示)施予壓力至上模312使其壓合於下模314之上，而鎂合金胚料302即是在模穴313內定型為與模穴313形狀相同的鎂合金製品304。

之後，將上模312與下模314分離，以取出一體成型的鎂合金製品304。在本實施例中，液壓機例如是以10 mm/sec至15 mm/sec的速率對鎂合金胚料302進行加壓。

值得一提的是，由於模穴313在對鎂合金胚料302進行施壓定型的過程中幾近密閉空間，上模312與下模314之間僅具用以排出氣體的間隙D，並無空間可供多餘的鎂合金胚料302溢出。而且，為避免鎂合金胚料302體積與模穴313容積誤差過大而影響最後製成的鎂合金製品304之厚度公差，本實施例例如是先以電腦模擬的方式計算出模穴313可容納的胚料量，以製作出尺寸精準並具有良好之機械強度的鎂合金製品304。據此，自模穴313內取出已定型的鎂合金製品304之後，僅需進行毛邊切除處理，以將細微的毛邊304a切除，而使鎂合金製品304外觀更為精緻。

綜上所述，本發明是在熱鍛造的製程中，令鎂合金胚料置於近乎密閉的模穴內進行加壓成型，以避免溢料過多而浪費材料，並製成尺寸精準的鎂合金製品。而且，由於透過本發明之製程所製作出的鎂合金製品不具溢料邊，無須再進行切除溢料的製程，因此除了可以進一步節省加工成本，還可以保持連續的鍛造流線，進而具有較佳的抗拉強度。

此外，本發明在一實施例中是先將鎂合金胚料加熱至約攝氏400度至攝氏500度之間，再置於模穴中進行加壓定型，因此所製成的鎂合金製品可具有機械強度均勻密實的特性。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、310．．．模具

102、312．．．上模

104、314．．．下模

105、313．．．模穴

106、302．．．鎂合金胚料

108．．．溢料空間

110、304．．．鎂合金製品

112．．．溢料邊

304a．．．毛邊

311．．．沖頭

D．．．間隙

S210～S240．．．步驟

圖1A為習知進行熱鍛造製程所使用的模具之示意圖。

圖1B為習知使用圖1A之模具所鍛造出的鎂合金製品示意圖。

圖2為本發明之一實施例中鎂合金製品的製造流程方塊圖。

圖3A是本發明一實施例中鎂合金製品的製造方法中所使用的模具示意圖。

圖3B為利用圖3A之模具所製成的鎂合金製品之示意圖。

S210～S240．．．步驟

Claims (10)

1. 一種鎂合金製品的製造方法，包括：提供一模具，該模具包括一上模及一下模，其中該上模具有一沖頭，該下模具有一模穴，且該模穴適於容置該沖頭；對該模具加熱，使該模穴內之溫度升高至一預設溫度；將一鎂合金胚料置入加熱後之該模穴中；將該上模與該下模壓合，使該沖頭位於該模穴內，且該沖頭與該模穴內壁之間的間隙介於0.05 mm至0.1 mm之間，以藉由該沖頭施壓至該模穴內之該鎂合金胚料，以使該鎂合金胚料在該模穴中形成對應於該模穴之形狀的一鎂合金製品。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鎂合金製品的製造方法，其中在對該模具進行加熱前，更包括偵測該模具之溫度，並依據偵測所得之結果對該模具進行加熱。
3. 如申請專利範圍第1項所述之鎂合金製品的製造方法，其中該模具埋設有一加熱管，且該模具是藉由該加熱管進行加熱。
4. 如申請專利範圍第1項所述之鎂合金製品的製造方法，其中該鎂合金胚料為擠型鎂合金胚料。
5. 如申請專利範圍第1項所述之鎂合金製品的製造方法，其中在將該鎂合金胚料放入該模穴之前，更包括將該鎂合金胚料加熱至攝氏300度至攝氏500度之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述之鎂合金製品的製造方法，其中在將該鎂合金胚料放入該模穴之前，更包括將該鎂合金胚料加熱至攝氏350度至攝氏450度之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述之鎂合金製品的製造方法，其中該預設溫度介於攝氏150度至攝氏300度之間。
8. 如申請專利範圍第7項所述之鎂合金製品的製造方法，其中該預設溫度介於攝氏180度至攝氏250度之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之鎂合金製品的製造方法，其中在將該上模與該下模壓合的步驟中，係透過一液壓機施壓至該上模。
10. 如申請專利範圍第9項所述之鎂合金製品的製造方法，其中該液壓機之施壓速率介於10 mm/sec至15 mm/sec之間。