压铸模具技术资料汇总.pdf

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1、 GB/ T 8 8 4 4 -2 0 0 3 前言 本标准代替G B / T 8 8 4 4 -1 9 8 8 压铸模技术条件 。 本标准与GB / T 8 8 4 4 -1 9 8 8相比主要变化如下: 在标准的编排上作了修改， 并增加了“ 前言” 和“ 规范性引用文件” ; 增加了 3 . 2 “ 模具成型零件和浇注系统零件所选用的材料应符合相应牌号的技术标准，i 对模具成型零件和浇注系统零件的热处理硬度作了调整; “ 拔模斜度” 根据术语标准统一改为“ 脱模斜度” 。“ 制造者、 制造单位” 统一为“ 供方” ， “ 订购方” 改为“ 顾客” ; 对复位杆的合模位置重新进行了界定， 使

2、其更加确切; 对 5 . 6 “ 模具质量稳定性检验” 的内容作了调整; 取消了定模、 动模镶块平面与定模、 动模套板齐平的要求; 取消了推杆与型面齐平的要求。 本标准由中国电器工业协会提出。 本标准由全国模具标准化技术委员会( C S B T S / T C3 3 ) 归口。 本标准起草单位: 东风科技汽车制动系统公司、 成都兴光压铸工业有限公司、 桂林电器科学研究所、 广州型腔模具厂、 上海皮尔博格有色零部件有限公司。 本标准主要起草人: 杨召岭、 黄志禄、 蔡紫金、 张连根、 翁史振、 廖宏谊、 李红英、 冯伯淳。 本标准于 1 9 8 8年2 月首次发布， 2 0 0 3 年第一次修订

3、。 GB / T 8 8 4 4 -2 0 0 3 压铸模技术条件 范 围 本标准规定了压铸模的要求、 验收规则、 标志、 包装、 运输、 贮存等。 本标准适用于有色金属压铸模的设计、 制造和验收 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注 日期的引用文件， 其随后所有 的修改单( 不包括勘误的内容) 或修订版均不适用于本标准， 然而， 鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件， 其最新版本适用于本标准。 G B / 丁1 9 6 -1 9 8 1 普通螺纹基本尺寸 G B / T 1 9 7 -1 9 8 1

4、普通螺纹公差与配合 G B / T 1 1 8 4 -1 9 9 6 形状和位置公差未注公差值 G B / T 1 8 0 4 -2 0 0 0 一般公差 未注公差的 线性尺寸和角 度尺寸的 公差 G B / T 4 6 7 8 . 1 -4 6 7 8 . 1 9 -2 0 0 3 压铸模零件 3 零件技术 要求 3 . 1 设计压铸模宜选用 G B / T 4 6 7 8 . 1 -4 6 7 8 . 1 9规定的压铸模零件。 3 . 2 模具成型零件和浇注系统零件所选用的材料应符合相应牌号的技术标准。 3 . 3 模具成型零件和浇注系统零件的推荐材料和热处理硬度见表 1 0 表 1 模具

5、零件名称模具材料 硬度/ HR C 用于压铸锌合金、 镁合金、 铝合金用于压铸铜合金 型芯、 定摸镶块、 动模镶块、 活动镶 块、 分流锥、 推杆、 浇口套、 导流块 4 C r 5 Mo S i V14 4- 4 8 3 C r 2 W S V4 4 - 4 8 3 84 2 3 . 4 压铸锌、 镁、 铝合金的成型零件经淬火工艺处理后， 成型面如果需要进行渗氮处理， 渗氮层深度应 为 0 . 0 8 mm -0 . 1 5 mm, 硬度6 0 0 HV 3 . 5 模具零件的 几何形状、 尺寸和表面 粗糙度应符合图 样要求。 3 . 6 模具零件不允许有裂纹， 成型零件 表面 不允许有划痕

6、、 压伤和锈蚀等缺陷。 3 . 7 成型部位未注公差尺寸的极限偏差应符合表 2 的规定。 表 2单位为毫米 基 本 尺 寸镇 1 0 1 0 5 0 5 0- 1 8 0 1 8 0 - 4 0 0 4 0 0 极限偏差值士 0 . 0 3士 0 . 0 5士 0 . 1 0 3 . 8 成型部位转接圆弧未注公差尺寸的极限偏差应符合表3的规定 3 . 9 成型部位未注角度和锥度公差应符合表4的规定。锥度公差按锥体母线长度决定， 角度公差按角 度短边长度决定 3 . 1 0 成型部位未注脱模斜度时， 形成铸件内侧壁的脱模斜度应不大于表5的规定值， 对构成铸件外侧 壁的脱模斜度应不大于表 5 规定

7、值的二分之一。 GB / T 8 8 4 4 -2 0 0 3 表 3单 位 为 毫 米 基本尺寸 6 - - 1 8 1 8 3 0 3 0 - 1 2 0 1 2 0 极限偏差值 凸 圆 弧 一 a0 , 1 5_ 0- 0 . 2 。_ 0- 0 . 3 0 0 一 0. 4 5 0 一 0 6 0 凹 圆 弧 + 0 . 1 5 O+ 0.200一 + 0. 300十 0 .0 5 0 , 6 0a 表 4 锥体母线或角度短边长度/ mm 1 6 - - 1 8 -1 1 8 - 5 。一 5 0 - 1 20 极 限 偏 差 值 士 2 0 士 1 5 士 1 0 表 5 脱模高度/

8、 m nl 3 - -6 6一 1 0 1 0 - 1 8 1 8一 3 0 3 0 -5 0 5 0 -8 0 80120二 ;:二 一 : : 铸 件 材 料 锌合金 3 。2 0 3 0 2 .1 0 3 0 1 , 1 5 。0 0 4 5 0 O 3 0 了0 0 3 0 ,0 0 1 5 镁 合 金4 。3 O 3 0 ，3 。2 0 1 5 1 . 3 0 1 0 1 5 工 口0 0 4 5 0 0 3 0 0 0 3 0 了 铝合金 5 3 0 4 3 0 3 3 0 2 3 0 1 4 5 1 3 0 1 1 5 1 00 4 5 0 3 0 铜合金 6 3 0 5 3 0

9、 4 -3 。2 。1 4 5 1 3 0 1 1 5 1 . 3 . 1 1 圆型芯的脱模斜度应不大于表6的规定值 表 s 脱模高度/ mm ( 3 3 6 6 - 1 0 1 0 1- 1 8 1 8 - 3 0 3 0 - 5 0 5 0 - 8 0 8 012 0二 :二 ;: 铸 件 材 料 锌 合 金2 3 0 2 “1 0 3 0 ，1 0 1 5 1 00 4 5 0 0 3 0 e 3 0 0 2 0 0 0 1 5 镁 合 金 3 . 3 0 ，3 “2 01 0 4 5 1 3 0 工 。0 4 5 0 4 5 0 3 0 0 “ 3 0 铝合金 一 4 - 3 , 3

10、0 ,2 0 3 0 2 .1 0 4 5 1 0 7 5 飞 “0 0 4 5 0 3 0 0 0 3 0 铜合金 5 。4 03 02 0 3 0 2 01.0 3 0 ,1 0 1 5 1 0 3 . 1 2 文字符号的脱模斜度在 1 0 0 - 1 5 0 为宜。 3 . 1 3 当图样中未注脱模斜度方向时， 应按减小铸件壁厚方向制造 3 . 1 4 非成型部位未注公差尺寸的极限偏差应符合 G B / T 1 8 0 4 -m的规定。 3 . 1 5 螺钉安装孔、 推杆孔、 复位杆孔等未注孔距公差的极限偏差应符合 G B / T 1 8 0 4 -f 的规定。 3 . 1 6 模具零件

11、图中螺纹的基本尺寸应符合 G B / T 1 9 6的规定， 选用的公差与配合应符合 G B / T 1 9 7 的规定 3 . 1 7 模具零件图中未注形位公差应符合GB / T 1 1 8 4 -H的规定。 3 . 1 8 模具零件非工作部位棱边均应倒角或倒圆。成型部位未注明的圆角半径按R 0 , 5 mm制造。型 面与分型面或与型芯、 推杆等相配合的交接边缘不允许倒角或倒圆。 4总装 技术要求 4 . 1 模具分型面对定、 动模座板安装平面的平行度应符合表7的规定。 表 7 单 位 为 毫米 被测面最大直线长度簇 1 6 0 1 6 0 - 2 5 0 2 5 0 -4 0 04 0 0

12、 - - 6 3 0 6 3 0 - - 1 0 0 0 1 0 0 0 - 1 6 0 0 公 差 值 0. 0 60 卜 0 80 . 1 00 ，1 20 飞 60 2 0 4 . 2 导柱、 导套对定、 动模座板安装面的垂直度应符合表 8 的规定。 GB / T 8 8 4 4 -2 0 0 3 表 8 导 柱 、 导 套 有 效 长 度 公 差 值 石 4 0 4 0 - 6 3 6 3 - 1 0 0 1 0 0 - - 1 6 0 单 位 为 毫 米 1 6 0 - 2 5 0 0. 01 50 . 0 3 0 : : 在合模位置， 复位杆端面应与其接触面贴合， 允许有不大于 。

13、 . 0 5 m m的间隙。 模具所有活动部分应保证位置准确， 动作可靠， 不得有歪斜和卡滞现象。要求固定的零件不得相 对窜动。 4 . 5 4 . 6 可靠 。 4 . 7 4 . 8 4 . 9 浇道转接处应光滑连接， 镶拼处应密合， 未注脱模斜度应不小于5 0 ， 表面粗糙度R a 簇0 . 4 u m. 滑块运动应平稳， 合模后滑块与楔紧块应压紧， 接触面积应不小于四分之三， 开模后限位应准确 合模后分型面应紧密贴合， 如有局部间隙， 其间隙应不大于0 . 0 5 m m( 排气槽除外) 。 冷却水路应畅通， 不允许有渗漏现象， 进水口和出水口应有明显标记。 模具应设吊环螺钉， 确保安

14、全吊装。起吊时模具应平稳， 便于装模。 5验收 51 验收应包括以下内容: a ) 外观检查; b ) 尺寸检查; c ) 模具材质 和热处理要求 检查; d ) 试模和压铸件检查; e ) 质量稳定性检查。 5 . 2 模具供方应按模具图和本技术条件对模具零件和整套模具进行外观与尺寸检查。 5 . 3 模具供方应对模具零件进行热处理要求检查。 5 . 4 完成 5 . 2和5 . 3 项目检查并确认合格后， 可进行试模。 试模用压铸机应符合要求。试模所用铸件材料应与铸件图要求相符。试模应严格遵守压铸工艺规 程。模具活动部分动作应灵活、 稳定、 准确、 可靠。冷却水路及液压油路应畅通， 不渗漏

15、。模具排气良 好。金属液没有飞溅现象。 5 . 5 试模工艺稳定后， 应连续提取5 -1 0模压铸件进行检验。模具供方和顾客确认铸件合格后， 由模 具供方开具合格证并随模具交付顾客。 5 . 6 模具质量稳定性检验的生产批量: 锌合金为3 0 0 0 模; 铝、 镁合金为 1 5 0 0 模; 铜合金为 1 5 0模。 除模具供方和顾客约定外， 上述工作应在接到被检模具后一个月内完成， 期满未达到稳定性检验批 量时， 即视为此项检验工作完成。 5 . 7 模具顾客在稳定性检验期间， 应按图样和本技术条件对模具主要零件的材质、 热处理和表面处理 情况进行检查或抽查， 发现的质量问题应由制造方解决

16、。 标志、 包装、 运输、 贮存 在模具非工作面的明显处应做出标志。标志一般包含以下内容: 模具号、 出厂日期、 供方名称。 模具交付前应擦洗干净， 所有零件的表面应涂覆防锈剂。 出厂模具根据运输要求进行包装， 应防潮、 防止磕碰， 保证在正常运输中模具完好无损 66.162 6 . 3 Copyright Dynacast International Limited 2002 Page 1 +44 1789 766000 铸件设计铸件设计 为了提高利润，模铸的设计必须有所改良以更好的地适应其他工序。零件组合，排除那些高成本的运作，压铸工业可以产生更多的利润和 最大限度的节省成本开销。 开销与

17、节源开销与节源 影响个体零件和客户要求的最后成品的价格的因素很多, 而 90%的因素是由其设计阶段决定，与后来的制造工序的提高操作联系反倒不是 很直接。比较普遍的解决方法是降低原材料和加工成本，但这也很难做到大幅度地节省开支。其实另有解决之道，虽不被大众所知，却能 有效地降低成本，产生巨大利润。 优化组合零件，以一个代替多个可降低成本 当改变操作工序时，相应的改变设计模型可节省冲模开支。改变设计模型不仅可更好的地适应冲模操作，工具性能，也可延长 工具的适用寿命，和改善成品的质量，提高镶接的能力，这些都可为您带来额外的利润 减轻重量不仅节省了原材料，也提高了成品的价值 减轻重量不仅直接地从总体上

18、节省了原材料，也因为排除了一些潜在的影响质量的多孔部分而提高了零件设计的效果和质量。 对工具中细小部件应小心对待，以免造成损毁和额外的维修开销 统一壁的厚度是必要的，因为它可降低由于壁的厚薄不均，改变金属的周转速和填充时产生的湍流在冲压过程中产生的噪音。 科学设计地大部零件的肋条可从总体上节省原材料，也可保持零件的完整性 避免复杂雕刻-不仅成本高而且对工具有特殊要求 避免利角-损耗工具，成本高 不必要的过多的容许误差是增加冲压成本的一个重要原因，造成误差的不仅是工具槽位，整个操作工序也是产生误差的原因 随意的零件几何误差一定要避免。严密的分析帮助确认，减少功能上过多的随意几何误差 出模斜度是冲

19、模中重要的一环，以确保铸模从工具中取出时不受到损坏 模铸在模具中不与接线成垂直面而造成的不必要的棱角磨损或加工修缮可导致高额成本的支出 避免无覆盖内表面的差错以减少机械修缮时造成的切屑 入口沟残余和接线也是影响成本的一个重要因素：封口越紧密，操作要求越高，成本越越贵 采用自攻锁紧螺钉大大降低成品的安装固定成本。自锁的洞孔可自铸，而不必采用钻空的方式 铸模合金的成本是涨伏不定的，不可作为成品零件的成本依据。铸模过程的开销是影响产品价值的重要因素，主要由各个独立 因素所决定，例如选料，机器规模，零件重量，循环时间，槽位数量，工具老旧程度，和切屑量 制造工具的时间决定了工具的成本，而最终决定价格还是

20、设计本身 具体建议具体建议 产品的功能一旦确定，就应准备选料，压铸工序事宜。选择何种合金主要是依据对机械，物理，化学的要求。如果超过一种的铸模合金符 合要求，则首先在成本上赢得了优势。可查询我们的Material Selector(材料选择)或contacting(联系)我们,获得更多选料的帮助和评估。 充份的利用零件设计的优势可为您的模铸制造带来： 填充紧密的模具提供优质的铸模。这是零件设计的功能，也是工具设计上入口构，流道，溢流口和冲模操作所需机械参数的功 能。 固化快速且无瑕痞。再次，还是归功于上文提到的设计和操作参数。 从模具中直接排出，无损零件。 设计时遵循以下 6 条原则可达到以上

21、效果： 1. 统一壁的厚薄度 2. 在交叉面，例如壁，肋条，轴套等地方涂上大量的镭。这能增强零件的硬度，改善金属液体的流动，减少模具的维修和延长使 用寿命。 3. 出模斜度一定要具体。为了减少成品加工，有的铸模可做到最小斜度，或零斜度，但是这类情况必须谨慎对待并咨询达能专家 4. 外部尖角应用镭或削角工具削掉以减少压铸的失败和维修。零件上的外尖角便是工具的内尖角。由操作过程中产生的高压和高 热循环形成了严重的倾斜梯度，往往导致冲模失败。 5. 尽可能地避免复杂雕刻，因为它不论对零件的机械加工，或工具钻孔都无特殊帮助。 6. 一个铸模对一套体积数据，不可混用。由于铸模数据是一个非直线值，因此套用

22、其他模铸数据不可能得到精确数据。 核心所在 T1=T2 如果 R2=R1+T1 那么 R1=T1 如果 R2=0 那么 T1R11.25T1 R1=2/3(T1+T2) R2=0 TO R1 + T2 核心所在 T1T2 T1型连接 R1=T1 BIS 1.25T1 T1-型连接 R1=T1 BIS 1.25T1 型连接 凹槽改善密 度(消减收缩，但成 本高) =90 所有的镭 = T1 =45 R1=0.7T1; R2=1.5T1 =30 R1=0.5T1; R2=2.5T1 =90 所有的镭 = T1 =45 R1=0.7T1; R2=1.5T1 =30 R1=0.5T1; R2=2.5T

23、1 Copyright Dynacast International Limited 2002 Page 2 +44 1789 766000 平边镭平边镭. 为了避免零件和压模工具上的高压力，和帮助零件的填充，零件内外的边缘都必须用上和规格的平边镭。只有当零件放置于工具的接线 时可以例外。 平边设计推荐平边设计推荐 第二级推荐设计第二级推荐设计 R1 接近零 - 压铸条件差，易断 R1太大 重质量 - 有收缩的风险 H=T1 核心所在 HT1 砂芯外突避免了不必要的重质量 衔接处的弧线更合用 弯曲 内肋条改善了金属的重力分配 肋条连承凸缘和轴套大面的倾斜和平边 棱角转换为轴套 Copyrigh

24、t Dynacast International Limited 2002 Page 3 +44 1789 766000 非推荐设计非推荐设计 R1零 次品 压铸条件差 R1零 次品 压铸条件差 边缘太利 - 不易休整 结构零件对于平边尺寸的要求十分精确。虽然一般情况下扩大平边尺寸能降低集中在肋条底部压力，但平边多余的材料终归会导致该区域 的收缩。要做到平边垂直于工具接线的要求有出模倾斜度。 肋条，棱角和排口肋条，棱角和排口 肋条的功用: 加强零件的坚硬牢固度 更好地辅助完成铸压 如果是结构零件，肋条的设计尤为重要，特别是承受重压的区域。很可能要用到符合比例的平边镭来避免肋条与主零件接口的过度

25、高压。 分散了金属所承受的压力也有助于压铸的更顺利进行。现今的模铸技术使粗长型肋条的使用成为现实。宽度与深度的比率确实对工具设计 和制造它的过程很重要。 接线部位的棱角和边缘一定要利，但对零件的工作表现可能造成不便。其他部位一定要用平边镭以消除在一开始就有可能出现的压铸失 败，和提高注槽的质量。 肋条设计推荐肋条设计推荐 不合格重质量零件 利用砂芯清出重质。AB 或 CD 是模铸退出的方 向 壁内重质造成的不合格 分离 AB 点于同一线的改良设计 分离 CD 点于同一线的改良设计 Copyright Dynacast International Limited 2002 Page 4 +44

26、1789 766000 非推荐设计非推荐设计 镭太少或棱角太利 镭太少或棱角太利, 无出模倾斜 无肋条 - 轴套太大不是很适合冲模 排针，排针边痕和排针翅片排针，排针边痕和排针翅片 可用移动排针将模铸从模具中退出。通常这种情形会在模铸上留下边痕。在零件的设计之初，就应尽早的和达能专家咨询它们的大小和位 置。排针留下的边痕凹凸程度一般是 0.3mm(0.012“)。 翅片清除翅片清除 科学的零件设计可减少翅片的清理工作。在零件设计阶段多与达能专家合作，可生产出更经济的产品。 减轻重质量减轻重质量 在从新设计先前用过的零件时，利用薄壁和加固肋条，减轻重质量，可使零件更轻便。 以上的图例中，(1)中

27、的轴套不合格，因为壁内存有重质量，这导致了零件的多孔和延长了循环时间。(2)中轴套好一些，因为统一了壁的 厚度，而且重壁被肋条所代替。(3)的轴套也合乎标准，无需移动砂芯和砂芯滑道。 简化压铸简化压铸 零件中的复杂雕刻，轴套，和孔洞需要后期的机械加工或工具中配有回缩砂芯滑道，因为这些零件不在铸模回撤的同一方向。后期加工大 幅度的提高了制作成本和增加了工具的维修工作，也延长了压铸的循环时间。而且容易造成翅片残留和额外的清理开支。 零件再设计以消除砂芯滑道的例图 1 2 (1)要求使用移动砂芯，由于特殊的外部结构。(2)无需移动砂芯或砂芯滑道。 消除轴套底部的复杂雕刻消除轴套底部的复杂雕刻 轴套底

28、部的复杂雕刻增加了模铸排出模具的难度。科学的设计可以消除后期的加工工作和工具中额外的砂芯滑道要求。消除复杂雕刻的内 轴套设计图例如下。 Copyright Dynacast International Limited 2002 Page 5 +44 1789 766000 1 2 3 4 5 (1)是原先的壳套设计。内轴套的复杂性阻碍了压铸。(2)是改良设计，将轴套移到匣子的外部，消除了复杂雕刻。(3)原先的设计是为轴 套砂芯在壁底开一个口。(4)的轴套一直延伸到壁底，消除了复杂雕刻。去掉(5)中额外的砂芯，可消除可观的金属浪费。 冲模接线冲模接线 冲模接线是程序中重要的一环，因为它是两模相接

29、的地方。压铸必须沿线进行并依它成形，定形。简化接线可以降低制造成本和帮助模铸 定形。有时候，简化接线还可省去外层的清理工作。 出模倾斜要求出模倾斜要求 表层的出模倾斜必须与模铸的退出方向平行，因为这有助于模铸的排除。建议采用两倍于内外壁和内外面的出模倾斜度。这是因为当合金 循模具形态固化和收缩时，形成其内表层(通常位于传统冷室压模排口的二分之一位置)，脱离模具形成其外表层(通常位于传统冷室压模 封口的二分之一位置)。 请查询我们的English language web page(英文网页)，参考详细的倾斜度要求和计算方法。或contact(联系)我们设于您所在地的分站。 自攻锁紧螺钉孔自攻锁

30、紧螺钉孔 请查询我们的English language web page(英文网页)，参考详细的自攻锁紧螺钉孔资料，或contact(联系)我们设于您所在地的分站。 承受力 承受力 模铸的承受力主要是依赖其形，长，和功能区的设置以及材料的选择。并不是承受力越大越好，最重要的也不是多大的承受力能被配置。 数据的精确性，有助于选择合适的操作达到最佳效果。承受力太低，产品质量不过关，使用寿命缩短。同样的，过度的承受力增加了成本 和削屑的浪费。承受力应迎需而设，不可过围。 请查询我们的English language web page(英文网页)，参考详细的承受力要求和计算方法。或contact(联系

31、)我们设于您所在地的分站。 Copyright Dynacast International Limited 2002 Page 1 +44 1789 766000 二次加工 二次加工 很多時候，Dynacast 能夠透過使用新穎的設計方法省去傳統上歷來需要在壓鑄製程之後進行的作業。如此節省我們顧客的時間和金錢。 為了充份地展現這種潛在的優勢，重要的是儘可能在初期階段讓 Dynacast 參與您的設計過程。為了進行價值分析和使用價值工程技 術，請利用我們在貴機構舉行的免費研討會。今天就可以與我們聯絡，預訂一次。 修邊 修邊 Dynacast 旨在生產出能夠消除許多傳統修邊作業的無毛邊鑄件。往往

32、只需要一種簡單的振動清洗製程，就能使壓鑄機生產的零件 成為可供顧客立即使用的零件。 在壓鑄過程中，在相對的兩個模具部份或其它活動配件，如頂出梢，的分模線上會形成一種薄的突出物 材料(如記號線或毛邊)。此 外，在金屬流入(所謂澆口)或流出(所謂溢流口)的壓鑄件邊緣上的一些地方會產生較厚的部分。 一個新案件運用新穎的初期設計技術，Dynacast 能夠減少這些突出物對壓鑄件之功能和外觀上影響，而且避免許多這種去除多餘材 料、且代價較高的二次加工。 下面的指南提供了對於在不同的製程階段壓鑄件表面的突出金屬量的估計。可以使用其它修整製程，以符合具體的要求。 公制 厚澆口和溢流口 薄澆口和溢流口 分模線

33、 模梢孔毛邊 尖角 手工去除澆口後 大約在2.0mm以內 大約在2.0mm以內 過量部份已折斷 沒有去除 沒有去除 修整後 在0.4mm以內 在0.25mm以內 在0.25mm以內 去除到0.20mm以內 沒有去除 滾磨後 10.2 时，镁合金表现出良好的抗应力腐蚀的性能；在氟化物的溶液中，镁合 金也有良好的抗应力腐蚀的性能。 （四） 、晶间腐蚀：（四） 、晶间腐蚀：镁合金一般对晶间腐蚀不敏感，腐蚀不能够沿着晶界发展。 （五） 、丝状腐蚀：（五） 、丝状腐蚀：在保护性有机涂层或阳极氧化膜下，由于腐蚀电池在镁合金基体表面的移 动而产生丝状腐蚀。 1.4 镁合金与其它材料腐蚀性对比镁合金与其它材料

34、腐蚀性对比 20 世纪 80 年代，镁合金材料开发取得了长足进展。人们发现 Fe、Ni、Cu 等杂质元素 以及 Fe 与 Mn 的比例对镁合金耐蚀性的影响非常之大，为此开发了高纯度的新一代的压铸镁 合金 AZ91D 等。高纯度镁合金的耐蚀性能提高了 100 倍，使其超出了其它与之竞争的材料， 在不经保护的状态下即可满足大部分汽车应用的要求，甚至是暴露在冬季道路条件下。这一 技术上的突破对后期压铸镁合金的发展至关重要，也是目前镁合金能够得到大量应用的重要 原因。在耐盐雾腐蚀能力方面，大多数压铸镁合金牌号都已经超过了铝合金 A380（如图二所 示） 。 图二图二 镁合金与铝合金镁合金与铝合金 A3

35、80 盐雾腐蚀倾向比较盐雾腐蚀倾向比较 1.5 镁合金腐蚀的防护技术镁合金腐蚀的防护技术 针对镁合金发生腐蚀的机理，目前镁合金腐蚀防护技术的研究工作主要集中在以下几个 3 本文摘自汽车工艺与材料2003 年第 3 期 方面 1.5.1 零件设计零件设计（如图三所示） 一个好的保护措施要从一个好的设计开始。这是一个系统工程，从腐蚀防护的角度出发， 一个好的镁合金零件设计应考虑下列因素： （一） 、不能让水或其它液体聚积在一起，使之形成原电池环境。 （二） 、边角应设计成圆弧形，尖锐的边角会降低保护作用。 1.5. 材料选择材料选择（如图三所示） ： 产品设计中，各相邻零配件所用原材料的选择也是很

36、重要的。既要保证其结构性功能不 受影响，又要使两种材料间的电位差不大，方能保证不产生严重腐蚀现象。 另一个要注意的问题是，零件之间的连结件及连结介质的材料与防腐蚀处理工艺 也是要十分注意的问题。 图三图三 镁合金腐蚀防护方法镁合金腐蚀防护方法 下面列出了一些常用材料的电化学活性顺序（室温下，海水中） ，离镁越近则其与镁的相 容性越好： 镁 镁 镁合金 镁合金 铝合金 5000、30000、1100、6000 铝合金 5000、30000、1100、6000 镉 镉 铝合金 2000 铝合金 2000 钢 钢 13%镀铬不锈钢（活性的） 13%镀铬不锈钢（活性的） 18-8 不镀钢（活性的） 1

37、8-8 不镀钢（活性的） 铝 铝 锌 锌 海军黄铜 海军黄铜 4 本文摘自汽车工艺与材料2003 年第 3 期 镍（活性的） 镍（活性的） 铝铜合金 铝铜合金 红铜，铜 红铜，铜 镍（惰性的） 镍（惰性的） 镍铜合金 镍铜合金 钛 钛 18-8 不锈钢（惰性的） 18-8 不锈钢（惰性的） 金 金 1.5. 冶金控制冶金控制 冶金因素包括合金组元、杂质元素、相组成和微结构。 不同元素对镁合金的腐蚀性能影响不同，依据目前常用镁合金材料的合金组元，一般分 为三类，如表一所示。通过合金元素对镁合金腐蚀速度影响的分析，通常将第三类元素的含 量降低到临界值以下，采用提高纯度的方法来增加耐腐蚀性。 对腐蚀

38、速度影 响不大的 Al、Mn、Na、Si、 Zr 等元素 对腐蚀速度影 响稍大的 Zn、Cd、Ca、Ag 等元素 对腐蚀速度影 响极度增大的 Ni、Fe、Cu、Co 等 元素 表一表一 不同元素对镁合金的腐蚀性能影响不同元素对镁合金的腐蚀性能影响 相组成对镁合金的腐蚀性能影响也很大，合金的加工工艺不同，相成份和含量不同，其 影响机理也不同。如快速凝固可以改善材料的相成份和微观结构，使基体组织更加均匀，减 少缺陷，抑制局部腐蚀。 另一方面，就是开发高耐蚀新型合金系统，以适应不同腐蚀性环境的影响。 1.5. 表面处理表面处理 在冶金控制及新型合金开发取得重大进展之前，通过各种表面处理技术来控制镁合

39、金的 腐蚀，毫无疑问，这应是当前业界最重要的研究课题。 下面将对镁合金的表面处理技术及工艺进行扼要的阐述。 2 镁合金的表面处理镁合金的表面处理 2.1 镁制品主要表面性能要求镁制品主要表面性能要求 通常用于取代铝、铁或塑胶的镁合金，表面处理时的原则之一是保持材料本身的优越性 5 本文摘自汽车工艺与材料2003 年第 3 期 能，而更重要的一点是要把一些差于其它材料的性能提升上来，以达到产品的性能要求，如 耐腐蚀性。下面列出一些镁合金制品的主要表面性能要求。 2.1.1 汽车、摩托车、工具类性能要求汽车、摩托车、工具类性能要求 （一） 、一般机械性能：硬度、强度、抗冲击性、抗疲劳性等。 （二）

40、 、保护性：耐腐蚀性、耐化学性、耐候性、防污染性。 （三） 、装饰性：着色性、光泽性等。 （四） 、可加工性：如焊接性、粘接性等 2.1.2 3C 制品类性能要求制品类性能要求 （一） 、一般机械性能：硬度、强度、抗冲击性、抗疲劳性等。 （二） 、保护性：耐腐蚀性、耐化学性、耐候性、防污染性。 （三） 、热传导性 （四） 、导电性 （五） 、电磁屏蔽性 （六） 、可加工性：如焊接性、粘接性等 （七） 、装饰性：着色性、光泽性等。 大多数产品零件不会对全部性能提出较高要求，通常只针对其产品的部分性能提出高要 求，以便降低技术门槛，降低产品综合成本。 2.2 压铸镁合金制品素材表面分析压铸镁合金制

41、品素材表面分析 要开发出一个完善的表面处理技术与工艺，必须要充分掌握原材料表面的物理化学特性 的影响，现仅对镁合金压铸件的表面状况对处理工艺的影响进行分析。 2.2.1 表面原始疏松膜的影响表面原始疏松膜的影响 在通常的大气环境中，镁合金制品表面会形成以Mg(OH)2和MgCO3为主的不动态被膜，这 层膜防腐蚀性能不好，不适合作长期的防护，处理前应先想法除去。 2.2.2 脱模剂附着的影响脱模剂附着的影响 在目前最实用的压铸法中， 成型时脱模剂粘着在原材料表面上， 在时还会卷入原材料内部， 这导致制品表面化学性质不均匀，给处理工作带来困难。 2.2.3 合金表面偏析浓化的影响合金表面偏析浓化的

42、影响 在成型过程中，某些合金元素会偏析富集于工件表面，如 AZ91 系列的 Al、Zn 会在压铸 件表面偏析浓化，造成表面化学性质与基体内部不一致，从而导致处理难度的增加。 6 本文摘自汽车工艺与材料2003 年第 3 期 2.2.4 成型不均匀的影响成型不均匀的影响 一指脱模剂的残留与合金成份的偏析浓化不均匀，每一件都不一样，对同一工件，各部分 也完全不同； 二指成型过程中，各部分的结晶结构不均匀。如浇口部和溢出部一处致密精细， 一处粗糙多孔，另有一些部位致密部分和粗糙部分混在一起，这些都会影响处理工艺与处理 效果。 2.3 镁合金表面处理技术镁合金表面处理技术 不同产品及其应用环境的差异，

43、以及同一产品不同部位的零件，其表面处理工艺、方法 都有所不同。 下面简要的介绍一下各处理工艺。 图四图四 镁合金表面处理技术示意图镁合金表面处理技术示意图 2.3.1 化学转化膜化学转化膜 化学转化膜主要针对涂装前处理，目前应用较多的有下列几种： （一） 、铬系无机盐转化膜。（一） 、铬系无机盐转化膜。以铬酸和重铬酸为主要成份的水溶液化学处理工艺，生成的 铬酸盐复合膜耐蚀性好，涂装附着力强，具有自动修复能力。目前相关工艺已比较成熟，但 其生产过程对环保不利，已逐渐被其它非铬系处理工艺所取代。 （二） 、非铬系无机盐转化膜。（二） 、非铬系无机盐转化膜。目前以磷酸盐、锰酸盐系列为主，皮膜耐蚀性已

44、接近铬化 膜，其它各项性能指标也都达到要求。由于环保要求所至，逐渐成为当前研究和生产所采用 的主流工艺。 （三） 、 非铬系有机转化膜。（三） 、 非铬系有机转化膜。 最早研发于日本， 国内部分外资企业已开始引进运用于生产， 主要针对既要求高耐蚀性又须具备良好导电性能的 3C 制品。 7 本文摘自汽车工艺与材料2003 年第 3 期 表二表二 化学处理膜的比较化学处理膜的比较 （四） 、化学氧化膜。（四） 、化学氧化膜。通过各种化学氧化方法获得的转化膜，主要应用于要求不高的低端 产品的涂装前处理及工序间临时防护处理。国内航天航空、军工企业早在 60 年代已有比较成 熟的处理工艺。 （五） 、化

45、学转化膜的比较。（五） 、化学转化膜的比较。几种常用化学转化膜的性能比较见表二。 2.3.2 阳极氧化膜阳极氧化膜 一种电化学转化膜，比化学转化膜厚，强度高、硬度大、耐磨耐蚀性好，膜层具有多孔 性，可作为涂装前的良好基底。经过封闭处理后的工件防腐性能更好，可直接作为最终涂层 使用。 2.3.3 微弧氧化微弧氧化 也称作表面陶瓷化， 是阳极氧化技术的发展， 其原理是在阳极区产生等离子微弧电火花， 使工件表面（阳极区）局部温度升高到 2000以上，从而使阳极氧化物熔覆在工件表面，并 与基体金属产生冶金结合，形成一层附着紧密的致密陶瓷质氧化膜（如图五、图六） ，其耐磨 耐蚀性、强度、硬度、附着力都比

46、普通的阳极氧化膜要好许多。 图五图五 微弧处理后氧化膜表面 图六微弧处理后氧化膜表面 图六 试样截面试样截面 SEM 观察观察 8 本文摘自汽车工艺与材料2003 年第 3 期 2.3.4 电镀电镀 国内航天航空工业早在 80 年代就已频布了镁及镁合金镀金工艺规范，成熟的镀金技术广 泛应用于航天航空及军工工业，但在民间目前还没有开发出成熟的电镀工艺。在镁合金产业 发展较早的欧洲、日本及台湾则有小批量试产。 2.3.5 化学镀化学镀 工艺较成熟的直接镀化学镍，目前已用于实际生产。镁合金直接镀化学镍，工艺较传统 方法简单许多，流程短、镀层附着力佳、具金属光泽，硬度可达 500-680HV，具有良好

47、的导电 性（阻抗为 50-100.cm） ，EMI 性能优良。另外就是处理液不使用传统的铬酸或氰化物， 符合环保要求。 图七是化学镀镍的显微结构图，图八是化学镀镍样品的照片，显微结构中的结晶呈圆珠 状。化学镍的膜层为浅金黄色，带明显的金属光泽。 图七图七 化学镍镀层显微结构化学镍镀层显微结构 图八 化学镀镍实物样品图八 化学镀镍实物样品 2.3.6 气相沉积气相沉积 如用物理气相沉积技术在镁合金表面形成铬或氮化铬涂层；或者形成有机包覆涂层，如 聚乙烯聚吡咯涂层。 2.3.7 其它方法其它方法 如离子束辅助沉积（IBAD）氧化镁涂层，氮离子注入改性，激光表面处理等等。 2.4 表面处理技术的选择表面处理技术的选择 2.4.1 根据产品运用环境来选择根据产品运用环境来选择 不同的产品，其使用环境不一样，表面的技术要求也不一样，那么所采用的处理工艺也 不一样，既要突出其技术要求，又要使成本最低。如汽车、摩托车制品要突出其耐磨、耐冲 击、强度、硬度等方面的要求，此时选择微弧氧化、阳极氧化等工艺较适合；3C 制品则强调 9 本文摘自汽车工艺与材料2003 年第 3 期 其导电性、电磁屏蔽性等方面，按此要求选择导电氧化、有机膜