Magnesium die casting parts will be more popular scine 2025.The auto industry has always had to change under pressure. As the demand for more efficient cars grew, factories faced several challenges. It was always hard to make a car lighter and more energy efficient. Fuel economy and tighter emission controls are also noteworthy factors. In the past, steel and cast iron were used to make autos. Later, these metals became limitations rather than solutions. In this case, pressstøping av magnesium representerte en betydelig endring for bilindustrien.

Tradisjonelt brukte man tre, jern og enkelt stål til å lage biler. På den tiden var styrke viktigere enn hastighet. Aluminium løste imidlertid problemet i mange tilfeller. Det gir mye lettere biler, og produserbarheten er bedre. Men det har fortsatt begrensninger for visse bildeler.

Magnesium endret denne utviklingen. Med den laveste tettheten blant metallene introduserte det en ny måte å konstruere biler på. Bruken av magnesium gir et høyt forhold mellom vekt og styrke. Dessuten er de korrosjonsbestandige og ekstremt lette.

Pressstøping av magnesium er avgjørende for den globale bilindustrien i dag. Statistica sier at markedet i 2024 var verdt 1,841 millionerTP5T1,841 millioner. Innen 2034 anslår forskerne at dette tallet kan nå 5 088 millioner med en CAGR på 10,7%. Denne økningen skyldes bilindustriens behov for magnesiumlegeringer.

Denne artikkelen forklarer alt om pressstøping av magnesium til bilindustrien. Den fremhever også populære bildeler laget av magnesiumstøpegods. Vi håper denne artikkelen hjelper deg med å ta informerte beslutninger. Den kan hjelpe deg i produktutvikling og forretningsvirksomhet.

Oversikt over pressstøping av magnesium

Magnesiumstøping er en høyhastighets produksjonsprosess. Den bruker en magnesiumlegering og injiserer den ved hjelp av høyt trykk for å oppnå riktig form. Å bruke ekstremt trykk gjør hele prosessen enkel fordi den føles hvert tynne gap i formen. En annen fordel er at det er et godt flytende metall. Selv for komplekse geometriske deler får du den høyeste presisjonen.

Vanligvis begynner prosessen med å smelte magnesiumlegeringen. Deretter plasseres den i en ovn, og legeringen sprøytes inn i magnesiumformen via et stempel. Den blir liggende til avkjøling. Når legeringen har herdet og stivnet, skyter maskinen ut den faste delen. Denne syklusen går relativt raskt fordi magnesium kjøles ned raskere enn andre metaller.

Pressstøping av magnesium er en viktig prosess for moderne ingeniørarbeid. Det har mange fordeler og regnes som det letteste konstruksjonsmaterialet i dag. Til sammenligning er det 33% lettere enn aluminium og 75% lettere enn stål. Ved å bruke magnesiumdeler kan man redusere vekten uten at det går på bekostning av styrken. Dette sparer tid og energi, samtidig som den generelle ytelsen forbedres.

Magnesiumlegeringer har utbredt anvendelse i nesten alle sektorer. Hovedårsaken er det brede spekteret av utmerkede egenskaper, selv om den avgjørende egenskapen er den lave vekten. Derfor bruker produsenter magnesium i bilindustrien, elektronikk, romfart, fly og mange andre bransjer. Det er også et nøkkelmateriale for bygningskonstruksjoner.

Pressstøping av magnesium i bilindustrien

Magnesiumstøping brukes til å lage ulike typer bildeler av magnesium. Selv om legeringene som brukes til hver del kan variere. Hver av disse delene har spesifikke krav til styrke og slagfasthet.

Innvendige bildeler

Dashbord, midtkonsoller, seterammer og dekorasjonsdeler er vanlige bilinteriørdeler. Brukerne bruker ofte disse delene. Derfor må de være lette, sterke og slag- og varmebestandige. Magnesiumstøping er en perfekt kandidat i dette tilfellet. Du kan også finne alternativer som aluminium og plast. Magnesium gir imidlertid overlegen styrke og bedre størrelsesstabilitet.

Kroppen og strukturelle deler

Det finnes ulike typer karosserideler som er laget av magnesium, for eksempel takrammer, bakluker og dørinnfatninger. Disse delene er avgjørende for kundene og må være sterke nok til å beskytte dem under en eventuell kollisjon. Her blir magnesium mer nyttig. Det er sterkt og kombinerer deler med en enkelt erstatning, noe som reduserer monteringskravene. Delene er også lettere.

Chassis, rammer og lastbærende deler

Denne delen omhandler motorholdere, underrammer og opphengsbeslag. Disse delene er avgjørende for å tåle belastninger. Dessuten skal de tåle kraftige vibrasjoner fra veien. Magnesiumlegeringer har utmerket dempingskapasitet og kan absorbere energi. Stål er også sterkt, men magnesiumlegeringer som AZ91D er holdbare og robuste. Det gir en spesifikk holdbarhet ved en bestemt friksjon for vekter. Du kan stole på at det gir bedre resultater.

Styring, bremsing og kontrollsystemer

Noen av de vanligste delene i denne seksjonen er ratt, søyler, pedalstøtter og hus. Ettersom disse delene er svært følsomme, må de være presise og sterke. Magnesiumstøping produserer alle deler i eksakte størrelser og nøyaktige former. Det krever ofte lite bearbeiding, men de er likevel glatte og svært stabile for føreren.

Komponenter til drivlinjen

Typiske deler til drivlinjen er clutcher, girkasser, motordeksler og oljetanker. Disse delene må tåle høy varme og mekaniske påkjenninger. Derfor må de lages av materialer som kan lede bort varmen og tåle påkjenninger. Magnesiumlegeringer er et av de best egnede materialene for dette arbeidet. Ingeniørene foretrekker dem for å minimere motorens vekt.

Kapslinger for elektriske kjøretøy og elektronikk

Elbiler bruker magnesium til batterideksler, motorer og vekselrettere. Disse delene må være lette og bidra til å spre varmen lett. Magnesiumdeler er perfekte for sensitive bruksområder. De kan enkelt blokkere elektromagnetisk interferens (EMI). Du kan bruke plast eller aluminium som et alternativ. Mange foretrekker imidlertid dette for å øke rekkevidden ved å redusere vekten.

Populære magnesiumlegeringer for støping av bildeler

Magnesiumlegeringer er spesialdesignet for støping av bilindustrien. De har en rekke gode fysiske egenskaper. Du kan vurdere styrke, korrosjonsbestandighet eller til og med vekt. Ulike legeringer har i dette tilfellet forskjellige egenskaper.

AZ91D

Denne legeringen består av 9% aluminium, 1% sink og 0,15-5% mangan. I motsetning til andre magnesiumlegeringer har den økt korrosjonsbestandighet og lav kryping ved høye temperaturer. Disse spesielle egenskapene gjør denne legeringen ideell til motordeksler og konstruksjonsdeler.

AM60B

AM60B er et fleksibelt, duktilt og sterkt slagfast materiale. Legeringen inneholder kun 6% aluminium og en liten mengde mangan. I motsetning til andre legeringer sprekker eller brekker den ikke under høyt trykk, men den kan deformeres. Derfor bruker de fleste den til ratt og seterammer, der sikkerheten er avgjørende.

AM50A

AM50A inneholder 5%-aluminium og er kjent for sin høye seighet og forlengelse. Denne legeringen er mer duktil enn AM60B. Derfor er den mer perfekt for å overleve kollisjoner uten å gå i stykker. Derfor bruker produsentene denne legeringen til dørinnersider og heisklaffer. Den sikrer en god balanse mellom sikkerhet og styrke.

AE42

AE42 er et spesialmateriale som bruker sjeldne jordartsmetaller i legeringen. Det er en unik legering fordi den tåler kryp uten å ta skade. Med kryp menes her tilstandsendringer eller deformasjon under konstant stress og høy temperatur. Slike egenskaper gjør den til et nyttig alternativ for motordeler.

Ulike typer støpeprosesser for magnesium

Du kan produsere bildeler i magnesium ved hjelp av to hovedprosesser for trykkstøping. Selv om målet er det samme, er metodene og utstyret forskjellig. Hver prosess har unike trinn for smelting, injisering og etterbehandling av legeringer. De egner seg for en rekke ulike delstørrelser og produksjonsvolumer.

Varmkammerstøping

Varmkammerstøping er den vanligste metoden for å forme deler av magnesiumlegeringer. Den fungerer godt for små til mellomstore komponenter. Hovedprosessen går ut på å smelte metallet, legge det i et varmt kammer eller en form, la det avkjøles og stivne. Når det har stivnet, gir du det en god form for bruk i den virkelige verden. Denne typen oppsett har ovnen inne i maskinen.

Trinn #1 Forberedelse og smelting

Det første trinnet er å klargjøre formen og rengjøre den for neste tilnærming. Operatøren må fjerne smuss grundig fra overflaten, sørge for at den er skikkelig rengjort, og deretter påføre smøremidler. Det forhindrer at metallet fester seg til overflaten. Samtidig smelter magnesiumblokker i en brenner som allerede er innebygd i maskinen. Det er en spesialgass som dekker metallet og forhindrer at det brenner når det utsettes for oksygen.

Trinn #2 Injeksjon av smeltet magnesium

Etter smeltingen beveger et hydraulisk stempel seg mot det smeltede metallet. Stempelet utøver så krefter som presser metallet til å strømme gjennom et rør som kalles en svanehals. Dette høye trykket og kreftene gjør at metallet fyller hver minste lille åpning og detalj i formen. Dessuten er hele fyllingsprosessen fullført på bare noen få sekunder.

Trinn #3 Størkning og avkjøling

Hvis formen blir full, forblir trykket konstant. Dette trinnet bidrar til å forhindre at eventuelle gjenværende luftspalter eller bobler kommer inn i formen. For å kjøle ned støpeformen, lar man ofte vann eller olje strømme gjennom kanaler for å redusere varmen i formen. Magnesiummetall danner også raskt en solid del, ettersom det er et tynt metall.

Trinn #4 Åpning og utstøting av matriser

Formåpningen er et automatisert trinn. Etter avkjøling åpner maskinen automatisk de to halvdelene av matrisen. Deretter skyver utkasterpinnen den faste delen ut av hulrommet. Ikke glem: Metallet kan være solid, men det er veldig varmt å ta på. Sørg for å bruke en automatisert arm eller fjern stykket forsiktig ved hjelp av andre verktøy. Deretter lukkes matrisen automatisk og starter en ny syklus.

Trinn #5 Trimming og etterbehandling

Det rå stykket kan ha noen ekstra deler som kalles flash. For å skjære bort disse ekstra delene trenger man en skikkelig trimmepresse. Etter kapping kan produsentene slipe eller polere overflaten og påføre et beskyttende belegg.

Støping i kaldt kammer

Kaldkammerstøping brukes derimot til større eller tykkere magnesiumdeler. Det som gjør denne prosessen annerledes, er bruken av en kald form eller et kaldt kammer for å skape former. Begrepet “kaldkammer” refererer til fraværet av en ovn i maskinen. Denne typen oppsett er ideelt for større komponenter.

Ekstern smelting av magnesiumlegering

I denne prosessen er det ingen ekstra ovn i maskinen. Derfor smelter operatørene magnesiumet i en separat, ekstern enhet. Denne enheten eller ovnen har et gassdeksel over det smeltede magnesiumet, som beskytter det mot luft. Uten gassen kan magnesiumet reagere med luft, slik at det blir urent for støping.

Manuell eller automatisert øsing

Produsentene tar en nøyaktig mengde smeltet magnesium til støping. I moderne fabrikker brukes vanligvis en robotarm til å øse eller øse opp væsken. Deretter heller armen materialet inn i støpehylsen. Dette arbeidet må fullføres så snart som mulig for å holde materialet varmt.

Høytrykksinjeksjon

Når det smeltede metallet fyller sprøytehylsen, beveger en hydraulisk stempel seg fremover for neste arbeid. Den skyver vanligvis metallet, under høyt trykk og i høy hastighet, inn i matrisen. Her er trykket relativt høyere enn på varmkammermaskiner for å sikre bedre fylling.

Påfylling, avkjøling og størkning

Det flytende metallet fyller formhulen med letthet. Metallet flyter gjennom hver eneste ribbe, hvert eneste hull og hver eneste vegg i delen. Ettersom matrisen er under vannkjøling, mister det smeltede metallet varme og avkjøles raskere. Dessuten forblir delen under høyt trykk til den stivner.

Åpning av form og fjerning av støpegods

Når metallet stivner, åpner maskinen de tunge platene. Utstøtingspinner skyver metallet ut av hulrommet. Fordi delen forblir svært varm selv etter formingen, fjernes den alltid av en robot og etterlates ved en kjølestasjon.

Etterbehandling og etterbehandling

Støpestykket kan ha noen ekstra deler eller kanter. Disse delene kan fjernes ved hjelp av en trimmeform eller CNC-maskiner. Delen kan også bli overopphetet for å gjøre den sterkere. Etter dette påføres et beskyttende belegg. Disse trinnene forhindrer skader på bildeler forårsaket av salt eller vann.

Støping i varmkammer vs. kaldkammer

Både varmkammer- og kaldkammerstøping er mye brukt i metallindustrien. Selv om disse metodene er forskjellige i prosessene, er de ideelle for ulike typer bildeler. Tabellen nedenfor oppsummerer forskjellene mellom disse to støpemetodene.

Parametere	Varmkammerstøping	Støping i kaldt kammer
Smelting av metall	Smeltet metall oppbevares i et oppvarmet kammer	Metall smeltet utenfor kammeret
Delstørrelse	Små til mellomstore deler	Mellomstore til store deler
Syklushastighet	Rask	Langsommere
Egnede legeringer	Legeringer med lavt smeltepunkt	Legeringer med høyt smeltepunkt
Slitasje på utstyr	Mindre	Mer (på grunn av metallkontakt med høy temperatur)
Overflatebehandling	Jevn og presis	Bra, kan trenge mer etterbehandling
Vanlig bruk	Braketter, hus, små komponenter	Motorblokker, konstruksjonsdeler, understellskomponenter

 

Hvorfor bilindustrien beveger seg mot magnesium

Bilindustrien er avhengig av magnesiumstøping av flere grunner. Sammenlignet med andre metaller og legeringer av disse, gir pressstøpte magnesiumlegeringer bedre resultater for bildeler. Det gir mer designfleksibilitet og enklere maskinering. Som et resultat er magnesiumlegeringer mye brukt til kortdeler, spesielt lukkinger.

Lettere kjøretøy

Som nevnt tidligere er magnesium det letteste konstruksjonsmaterialet. Dette metallet er lettere enn både stål og aluminium. Ved å bruke dette metallet minimeres vekten på hver del betydelig. Det er et flott alternativ for bildeler av magnesium, heisporter som krever et lett-til-vekt-forhold.

Egnet for produksjon i stor skala

Magnesiumstøping er en rask prosess, noe som gjør den egnet for storskalaproduksjon. Den gjør det mulig å tilføre smeltede deler i jevn hastighet. Dessuten har metallet et lavt smeltepunkt. Denne effektive fordelen reduserer energikostnadene og sparer tid og penger. Som et resultat forblir de samlede kostnadene for masseproduksjon svært lave i det lange løp.

Drivstoffeffektivitet og utslippsreduksjon

Drivstoffeffektivitet og utslippsreduksjon er avgjørende i dag. Systemet krever omtrent 0,3 til 0,5 liter mindre drivstoff per 100 km for hver 100 kg som spares. Hvis bilen mister 10% av vekten, øker rekkevidden med 5% til 8%. Denne praksisen hjelper produsentene med å overholde strenge regler for karbonutslipp.

Høyt forhold mellom styrke og vekt

Magnesium er lett, men seigt og duktilt. Det har det høyeste styrke/vekt-forholdet blant vanlige konstruksjonsmaterialer. De fleste produsenter bruker det til å lage sterke, lette deler. Disse delene tåler også stress og vibrasjoner uten å sprekke eller gå i stykker, som du vet. De er blant de mest pålitelige alternativene for å oppfylle sikkerhetsprotokollene for bildeler i en kollisjon.

Fleksibel og presis design

Magnesium er et av de mest fleksible metallene som kan brukes til å produsere intrikate, komplekse og tynne former. Det kan mest sannsynlig nå en veggtykkelse på 1,0 mm. Dermed kan ingeniører erstatte mange små deler med en enkelt magnesiumstøpegods. Det er ikke lenger behov for å montere eller sveise deler sammen.

Støy- og vibrasjonsdemping

Magnesium absorberer naturlig vibrasjoner og støy under bruk. Sammenlignet med andre materialer, som aluminium eller stål, er magnesiumstøpeprodukter langt mer stabile. Denne egenskapen kalles “dempingskapasitet”. Bruk av magnesiummetall i ratt eller seterygger gjør bilkabinen sikrere. Det gjør turen enklere og mer behagelig for brukeren.

Kostnadseffektivitet ved høye volumer

Rå magnesiummetall kan være dyrt. Men å bruke dem i masseproduksjon senker definitivt kostnadene. Produksjonsprosessen går raskere; hver syklus fullføres raskt. Raskere produksjon betyr også at flere deler lages på kortere tid. På denne måten senkes kostnadene per enhet ved magnesiumstøping, noe som gjør det til et egnet og kostnadseffektivt alternativ for store produksjonsbedrifter.

Moderne korrosjonsbestandighet

De eldre magnesiumlegeringene er ikke sterke nok til å motstå korrosjon. De hadde problemer med salt og rust. Dagens legeringer er imidlertid legeringer med høy renhet, for eksempel AZ91D. De kan lett motstå korrosjon. I tillegg har ny beleggteknologi, som plasmaelektrolytisk oksidasjon, gjort den mer pålitelig.

Resirkulerbare og bærekraftige materialer

Magnesium er 100% resirkulerbart og finnes i store mengder i naturen. Det er svært tilgjengelig i naturen og er det åttende vanligste materialet blant andre grunnstoffer. Du kan til og med utvinne det fra sjøvann. Dessuten tar det bare 5% av energien å skape et nytt materiale fra det forrige.

Magnesium vs. andre støpemetaller til bilindustrien

Pressstøping av magnesium er et av de mest populære alternativene for bilindustrien. De fleste produsenter foretrekker magnesiumstøping fremfor stål og aluminium. Hovedårsaken er dens lette natur. Som du allerede er klar over, er magnesium 33% lettere enn aluminium og 75% lettere enn stål. Denne lave vekten reduserer vekten på bildelene, noe som senker bilens totalvekt. Jo lavere vekt, desto mindre drivstoff går det med til å kjøre. Det gir også mulighet for tynnveggede komplekse deler.

Stål er kanskje sterkt og billig, men det er tungt. Det kan også ruste, mens aluminium motstår korrosjon og håndterer varme bedre. Magnesium er imidlertid fleksibelt og gir et bedre forhold mellom styrke og vekt. Det absorberer også vibrasjoner bedre enn andre materialer, noe som gjør det bedre egnet og tryggere for førere og passasjerer. Hvert metall har en viktig rolle, men magnesium er et førstevalg når det gjelder vektbesparende saker.

Vanskeligheter og begrensninger ved pressstøping av magnesium til bildeler

Selv om bildeler av magnesium er svært etterspurt i bilindustrien, har de noen begrensninger. Når du designer komponentene, må du forstå begrensningene for å få bedre kontroll over produksjonsprosessene.

Høy brennbarhet

Magnesium er svært reaktivt når det utsettes for oksygen. Når det er smeltet eller til og med i fint støv, kan det lett ta fyr. Det er en sikkerhetsrisiko når du arbeider med magnesiumstøping. Derfor må du bruke spesialiserte gassovertrekk under produksjonen.

Krever beskyttende belegg

Magnesium kan lett ruste når det kommer i kontakt med salt, vann eller andre stoffer. For å unngå dette problemet bruker produsentene ulike typer overflatebehandling. Dette gjør at delene blir mer holdbare og tåler et bredere spekter av miljøforhold.

Høyere produksjonskostnader

Råmagnesium er vanligvis dyrere enn stål og aluminium. Utstyret koster også mer på grunn av sikkerhetskravene. Prosessen krever derfor en høyere startinvestering. Men selskapet kan enkelt veie disse kostnadene opp mot drivstoffkostnadseffektiviteten. Det gir flere fordeler som kan føre til langsiktig fortjeneste.

Magnesiumstøping hos Aludiecast: Kom i gang!

Aludiecast er en ledende støpe- og maskinbearbeidingsfabrikk med mange års erfaring. Vi har produksjonslinjer for ulike typer støpegods og die casting machining tjenester. Våre ingeniører har omfattende kompetanse innen utforming og produksjon av skreddersydde bildeler.

Mange kunder opplever utfordringer når de skal tilpasse produkter. Hos Aludiecast er prosessen imidlertid smidig og effektiv. Vi tar oss av alt fra valg av legering til etterbehandling. I tillegg har vi et internasjonalt kundesupportteam. Dermed kan vi sikre nøyaktig kommunikasjon og veiledning fra kunder over hele verden.

Er du klar til å sette i gang med prosjektet? Ta kontakt med Aludiecast og få et raskt tilbud.