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, pressgjutning av magnesium innebar en betydande förändring för fordonsindustrin.

Traditionellt använde man trä, järn och enkelt stål för att tillverka bilar. På den tiden var styrka viktigare än hastighet. Aluminium löste dock problemet i många fall. Det ger mycket lättare bilar och tillverkningsbarheten är bättre. Det fanns dock fortfarande begränsningar för vissa bildelar.

Magnesium förändrade denna utveckling. Med den lägsta densiteten bland metallerna introducerade det ett nytt sätt att designa bilar. Användningen av magnesium ger ett högt vikt/hållfasthetsförhållande. Dessutom är de korrosionsbeständiga och extremt lätta.

Pressgjutning av magnesium är avgörande för den globala fordonsindustrin idag. Statistica säger att marknaden 2024 var värd $1.841 miljoner. År 2034 uppskattar forskare att denna siffra kan nå 5 088 miljoner med en CAGR-takt på 10,7%. Denna ökning beror på fordonsindustrins behov av magnesiumlegeringar.

Den här artikeln förklarar allt om magnesiumgjutning för fordonsapplikationer. Den belyser också populära bildelar tillverkade av gjutning av magnesium. Vi hoppas att den här artikeln hjälper dig att fatta välgrundade beslut. Det kan hjälpa dig i produktutveckling och affärer.

Översikt över pressgjutning av magnesium

Gjutning av magnesium är en tillverkningsprocess med hög hastighet. Den använder en magnesiumlegering och injicerar den med högt tryck för att uppnå rätt form. Att applicera extremt tryck gör hela processen enkel eftersom det känns varje tunt gap i formen. En annan fördel är att det är en bra flytande metall. Även för komplexa geometriska delar får du högsta precision.

I allmänhet börjar processen med att smälta magnesiumlegeringen. Därefter placeras den i en ugn och legeringen sprutas in i magnesiumformen med hjälp av en kolv. Den lämnas för kylning. När legeringen härdar och hårdnar matar maskinen ut den fasta delen. Denna cykel är relativt snabb eftersom magnesium kyls ned snabbare än andra metaller.

Gjutning av magnesium är en viktig process för modern teknik. Det erbjuder flera fördelar och anses vara det lättaste strukturmaterialet idag. Jämförelsevis är det 33% lättare än aluminium och 75% lättare än stål. Genom att använda magnesiumdelar kan man minska vikten utan att kompromissa med hållfastheten. Denna metod sparar tid och energi samtidigt som den övergripande prestandan förbättras.

Magnesiumlegeringar har utbredda tillämpningar inom nästan alla sektorer. Den främsta anledningen är det breda utbudet av utmärkta egenskaper, även om den avgörande funktionen är dess lätta natur. Av denna anledning använder tillverkare magnesium i fordons-, elektronik-, flyg-, flygplan- och många andra industrier. Det är också ett viktigt material för byggnadskonstruktioner.

Pressgjutning av magnesium i fordonsindustrin

Magnesiumgjutning används för att tillverka olika typer av bildelar av magnesium. Även om legeringarna som används för varje del kan skilja sig åt. Var och en av dessa delar har specifika krav på styrka och slaghållfasthet.

Inre bildelar

Instrumentpaneler, mittkonsoler, sätesramar och trimdelar är vanliga bilinredningsdelar. Användarna använder ofta dessa delar. Därför måste den vara lätt, stark och slag- och värmebeständig. Gjutning av magnesium är en perfekt kandidat i detta fall. Du kan också hitta alternativ som aluminium och plast. Magnesium erbjuder dock överlägsen styrka och bättre storleksstabilitet.

Kropps- och strukturdelar

Det finns olika typer av karossdelar som tillverkas av magnesium, t.ex. takramar, bakluckor och dörrfoder. Dessa delar är avgörande för kunderna och måste vara tillräckligt starka för att skydda dem vid en eventuell krock. Här blir magnesium mer användbart. Det är starkt och sammanfogar delar med en enda ersättning, vilket minskar monteringskraven. Delarna är också lättare.

Chassi, ramar och lastbärande delar

Detta avsnitt omfattar motorvaggor, underramar och upphängningsfästen. Dessa delar är viktiga för att motstå belastningar. Dessutom ska de klara av kraftiga vägvibrationer. Magnesiumlegeringar har utmärkt dämpningsförmåga och kan absorbera energi. Stål är också starkt, men magnesiumlegeringar som AZ91D är hållbara och robusta. Det erbjuder en specifik hållbarhet vid en viss friktion för vikter. Du kan lita på att det får bättre resultat.

Styr-, broms- och kontrollsystem

I det här avsnittet är några vanliga delar rattar, pelare, pedalstöd och höljen. Eftersom dessa delar är mycket känsliga måste de vara exakta och starka. Magnesiumgjutning tillverkar varje del i exakta storlekar och exakta former. Ofta krävs det lite bearbetning, men de är ändå släta och mycket stabila för förarna.

Komponenter till drivlinan

Typiska delar till drivlinan är kopplingar, växellådor, motorhuvuden och oljetråg. Dessa delar måste klara hög värme och mekaniska påfrestningar. Därför måste du tillverka dem av material som kan avleda värme och motstå påfrestningar. Magnesiumlegeringar är ett av de bäst lämpade materialen för detta arbete. Ingenjörer föredrar dem för att minimera motorns vikt.

Inkapslingar för elfordon och elektronik

I elbilar används magnesium till batteriluckor, motorer och växelriktare. Dessa delar måste vara lätta och bidra till att sprida värme lätt. Magnesiumdelar är perfekta för känsliga användningsområden. De kan lätt blockera elektromagnetisk interferens (EMI). Du kan använda plast eller aluminium som ett alternativ. Många föredrar dock detta för att öka räckvidden genom att minska vikten.

Populära magnesiumlegeringar för gjutning av bildelar

Magnesiumlegeringar är speciellt utformade för gjutning av fordonsindustrin. De är bra på olika fysiska egenskaper. Du kan överväga styrka, korrosionsbeständighet eller till och med vikten. Olika legeringar erbjuder i detta fall olika egenskaper.

AZ91D

Denna legering består av 9% aluminium, 1% zink och 0,15-5% mangan. Till skillnad från andra magnesiumlegeringar har den ökad korrosionsbeständighet och låg krypning vid förhöjda temperaturer. Dessa speciella egenskaper gör denna legering idealisk för motorkåpor och konstruktionsdelar.

AM60B

AM60B är ett flexibelt, duktilt och starkt slagtåligt material. Legeringen innehåller endast 6% aluminium och en liten mängd mangan. Till skillnad från andra legeringar spricker eller bryts den inte under högt tryck, men kan deformeras. Som ett resultat av detta använder de flesta människor det för rattar och sätesramar, där säkerheten är kritisk.

AM50A

AM50A innehåller 5% aluminium och är känd för sin höga seghet och töjning. Denna legering är mer duktil än AM60B. Därför är den mer perfekt för att överleva kollisioner utan att gå sönder. Därför använder tillverkarna den till dörrfoder och lyftluckor. Det ger en bra balans mellan säkerhet och styrka.

AE42

AE42 är ett specialiserat material som använder sällsynta jordartsmetaller i legeringen. Det är en unik legering eftersom den lätt tål krypning utan att skadas. Här hänvisar kryptermerna till förändringar i tillstånd eller deformation under konstant stress och hög temperatur. Sådana funktioner gör det till ett användbart alternativ för motordelar.

Typer av pressgjutningsprocesser för magnesium

Du kan producera fordonsdelar av magnesium med hjälp av två huvudsakliga pressgjutningsprocesser. Även om deras mål är detsamma skiljer sig metoderna och utrustningen åt. Varje process har unika steg för att smälta, injicera och efterbehandla legeringar. De är lämpliga för en rad olika detaljstorlekar och produktionsvolymer.

Gjutning med varmkammare

Gjutning med varmkammare är den vanligaste metoden för att forma delar av magnesiumlegeringar. Det fungerar bra för små till medelstora komponenter. Nyckelprocessen är att smälta metallen, lägga den i en varm kammare eller form, låta den svalna och stelna. När den har stelnat, ge den en bra form för användning i verkligheten. Denna typ av installation har ugnen inuti maskinen.

Steg #1 Förberedelse och smältning

Det första steget är att förbereda formen och rengöra den för nästa steg. Operatören måste noggrant avlägsna smuts från ytan, se till att den är ordentligt rengjord och sedan applicera smörjmedel. Det hindrar metallen från att fastna på ytan. Samtidigt smälter magnesiumgöt i en brännare som redan är inbyggd i maskinen. Det finns en specialgas som täcker metallen och förhindrar att den brinner när den utsätts för syre.

Steg #2 Injektion av smält magnesium

Efter smältningen rör sig en hydraulisk kolv mot den smälta metallen. Kolven utövar sedan krafter som pressar metallen att flöda genom ett rör som kallas svanhals. Detta höga tryck och krafter gör att metallen fyller varje liten lucka och detalj i formen. Dessutom är hela fyllningsprocessen klar på bara några sekunder.

Steg #3 Stelning och kylning

Om formen blir full förblir trycket konstant. Detta steg hjälper till att förhindra att eventuella kvarvarande luftspalter eller bubblor tränger in i formen. För kylning flödar människor ofta vatten eller olja genom kanaler för att minska värmen i munstycket. Magnesiummetall bildar också snabbt en solid del, eftersom det är en tunn metall.

Steg #4 Öppning och utskjutning av verktyg

Verktygsöppningen är ett automatiserat steg. Efter kylning öppnar maskinen automatiskt de två halvorna av matrisen. Sedan trycker utmatningsstiftet ut den fasta delen ur hålrummet. Glöm inte: Metallen må vara solid, men den är mycket varm vid beröring. Se till att använda en automatiserad arm eller ta försiktigt bort delen med andra verktyg. Därefter stängs verktyget automatiskt och en ny cykel påbörjas.

Steg #5 Trimning och slutbearbetning

Den råa biten kan ha några extra delar som kallas flash. En ordentlig trimningspress behövs för att skära bort dessa extra delar. Efter kapningen kan tillverkarna slipa eller polera ytan och applicera en skyddande beläggning.

Gjutning i kallkammare

Gjutning med kallkammare används å andra sidan för större eller tjockare magnesiumdelar. Det som gör denna process annorlunda är användningen av en kall form eller kammare för att skapa former. Termen “kall kammare” hänvisar till frånvaron av en ugn i maskinen. Denna typ av installation är idealisk för större komponenter.

Extern smältning av magnesiumlegering

I den här processen finns det ingen extra ugn i maskinen. Av denna anledning smälter operatörerna magnesiumet i en separat, extern enhet. Denna enhet eller ugn har ett gaslock över det smälta magnesiumet som skyddar det från luft. Utan gasen kan magnesiumet reagera med luft, vilket gör det orent för gjutning.

Manuell eller automatiserad skänkning

Tillverkarna tar en exakt mängd smält magnesium för gjutning. I moderna fabriker används i allmänhet en robotarm för att skopa eller ösa upp vätskan. Därefter häller armen in materialet i gjuthylsan. Detta arbete måste slutföras så snart som möjligt för att hålla materialet varmt.

Injektion under högt tryck

När den smälta metallen fyller presshylsan flyttar en hydraulisk kolv fram positionen för nästa arbetsmoment. Den trycker vanligtvis in metallen, under högt tryck och med hög hastighet, i matrisen. Här är trycket relativt sett högre än i varmkammarmaskiner för att säkerställa bättre fyllning.

Fyllning, kylning och stelning

Den flytande metallen fyller lätt formens hålrum. Metallen flödar genom varje enskild ribba, hål och vägg i detaljen. Eftersom verktyget är under vattenkylning förlorar den smälta metallen värme och kyls snabbare. Dessutom förblir detaljen under högt tryck tills den stelnar.

Öppning av form och borttagning av gjutgods

När metallen stelnar öppnar maskinen upp sina tunga plattor. Utmatningsstift trycker ut metallen ur hålrummet. Eftersom detaljen förblir mycket varm även efter formningen, tar en robot alltid bort den och lämnar den vid en kylstation.

Efterbearbetning och färdigställande

Den gjutna delen kan ha några extra delar eller kanter. Dessa delar kan tas bort med hjälp av en trimningsform eller CNC-maskiner. Delen kan också genomgå överhettning för att göra den starkare. Efter detta appliceras ett skyddande beläggningsskikt. Dessa steg förhindrar skador på bildelar som orsakas av salt eller vatten.

Gjutning i varmkammare kontra kallkammare

Både gjutning med varm kammare och kall kammare används ofta i metalltillverkningsindustrin. Även om dessa metoder skiljer sig åt i sina processer är de idealiska för olika typer av bildelar. Följande tabell sammanfattar skillnaderna mellan dessa två pressgjutningsmetoder.

Parametrar	Gjutning med varmkammare	Gjutning i kallkammare
Smältning av metall	Smält metall förvaras i en uppvärmd kammare	Metall smältes utanför kammaren
Storlek på del	Små till medelstora delar	Medelstora till stora delar
Cykelhastighet	Snabb	Långsammare
Lämpliga legeringar	Legeringar med låg smältpunkt	Legeringar med hög smältpunkt
Slitage på utrustning	Mindre	Mer (på grund av metallkontakt med hög temperatur)
Ytfinish	Smidig, exakt	Bra, kan behöva mer efterbehandling
Gemensam användning	Fästen, höljen, små komponenter	Motorblock, strukturella delar, chassikomponenter

 

Varför fordonsindustrin går mot magnesium

Fordonsindustrin förlitar sig på gjutning av magnesium av flera skäl. Jämfört med andra metaller och deras legeringar ger magnesiumgjutningslegeringar bättre resultat för bildelar. Det möjliggör mer designflexibilitet och enklare bearbetning. Som ett resultat används magnesiumlegeringar i stor utsträckning för kortdelar, särskilt förslutningar.

Lättviktsfordon

Som tidigare nämnts är magnesium det lättaste konstruktionsmaterialet. Denna metall är lättare än både stål och aluminium. Att använda denna metall minimerar vikten på varje del avsevärt. Det är ett utmärkt alternativ för magnesiumbildelar, lyftgrindar som kräver ett lätt-till-vikt-förhållande.

Lämplig för storskalig produktion

Gjutning av magnesium är en snabb process, vilket gör den lämplig för storskaliga produktioner. Det gör det möjligt att leverera smälta delar i en jämn hastighet. Dessutom har metallen en låg smältpunkt. Denna effektiva fördel minskar energikostnaden och sparar tid och pengar. Som ett resultat förblir den totala kostnaden för massproduktion mycket låg på lång sikt.

Bränsleeffektivitet och utsläppsminskningar

Bränsleeffektivitet och minskade utsläpp är avgörande i dag. Systemet kräver cirka 0,3 till 0,5 liter mindre bränsle per 100 km för varje 100 kg som sparas. Om en bil tappar 10% av sin vikt ökar den vanligtvis sin räckvidd med 5% till 8%. Denna praxis hjälper tillverkarna att följa strikta regler för koldioxidutsläpp.

Högt förhållande mellan styrka och vikt

Magnesium är lätt men segt och formbart. Det har det högsta förhållandet mellan styrka och vikt bland vanliga konstruktionsmaterial. De flesta tillverkare använder det för att skapa starka, lätta delar. Dessa delar kan också motstå stress och vibrationer utan att spricka eller gå sönder, som du vet. De är bland de mest tillförlitliga alternativen för att uppfylla säkerhetsprotokoll för bildelar i en krasch.

Flexibilitet och precision i konstruktionen

Magnesium är en av de finaste flexibla metallerna, som kan producera invecklade, komplexa och tunna former. Det kan troligen nå en väggtjocklek på 1,0 mm. Som ett resultat kan ingenjörer ersätta många små delar med en enda gjutning av magnesium. Det finns inte längre något behov av att montera eller svetsa ihop delar.

Buller- och vibrationsdämpning

Magnesium absorberar naturligt vibrationer och buller under användning. Jämfört med andra material, såsom aluminium eller stål, är magnesiumgjutningsprodukter mycket mer stabila. Denna egenskap kallas “dämpningskapacitet”. Att använda magnesiummetall i rattar eller ryggstöd gör bilhytten säkrare. Det gör resan enklare och bekvämare för användaren.

Kostnadseffektivitet vid höga volymer

Rå magnesiummetall kan vara dyr. Men att använda dem i massproduktion sänker definitivt kostnaden. Produktionsprocessen är snabbare; varje cykel slutförs snabbt. Snabbare produktion innebär också att fler delar tillverkas på kortare tid. På detta sätt sänker det kostnaden per enhet i magnesiumgjutning, vilket gör det till ett lämpligt och kostnadseffektivt alternativ för stora tillverkningsföretag.

Modern korrosionsbeständighet

De äldre magnesiumlegeringarna är inte tillräckligt starka för att motstå korrosion. De hade problem med salt och rost. Dagens legeringar är dock legeringar med hög renhet som AZ91D. De kan lätt motstå korrosion. Dessutom har ny beläggningsteknik, såsom Plasma Electrolytic Oxidation, gjort den mer tillförlitlig.

Återvinningsbart och hållbart material

Magnesium är 100% återvinningsbart och mycket rikligt förekommande i naturen. Det är mycket tillgängligt i naturen och är det åttonde vanligaste materialet bland andra kemiska element. Du kan till och med utvinna det ur havsvatten. Dessutom krävs det bara 5% av energin för att skapa ett nytt material från det tidigare.

Magnesium vs andra gjutmetaller för fordonsindustrin

Pressgjutning av magnesium är ett av de mest populära alternativen för fordonsindustrin. De flesta tillverkare föredrar gjutning av magnesium framför stål och aluminium. Den främsta anledningen är dess lätta natur. Som du redan är medveten om är magnesium 33% lättare än aluminium och 75% lättare än stål. Denna lätta natur minskar vikten på bildelar och sänker bilens totala vikt. Ju lägre vikt, desto mindre bränsle går det åt för att köra. Det möjliggör också tunnväggiga komplexa delar.

Stål är visserligen starkt och billigt, men det är tungt. Det kan också rosta, medan aluminium motstår korrosion och hanterar värme bättre. Magnesium är dock flexibelt och ger ett bättre förhållande mellan styrka och vikt. Det absorberar också vibrationer bättre än andra material, vilket gör det lämpligt och säkrare för förare och passagerare. Varje metall har viktiga roller, men magnesium är ett förstahandsval för viktbesparande fall.

Svårigheter och begränsningar med pressgjutning av magnesium för bildelar

Även om fordonsdelar i magnesium har en hög efterfrågan inom fordonsindustrin har de vissa begränsningar. När du utformar komponenterna måste du förstå begränsningarna för att bättre kunna kontrollera produktionsprocesserna.

Hög brandfarlighet

Magnesium är mycket reaktivt när det utsätts för syre. När det är smält eller till och med i fint damm kan det lätt fatta eld. Det finns en säkerhetsrisk när du arbetar med gjutning av magnesium. Så du måste använda specialiserade gasöverdrag under produktionen.

Kräver skyddande ytbeläggningar

Magnesium kan lätt korrodera när det kommer i kontakt med salt, vatten eller andra ämnen. För att undvika detta problem använder tillverkarna olika typer av beläggning. Det gör att delarna blir mer hållbara och tål ett bredare spektrum av miljöförhållanden.

Högre produktionskostnad

Det råa magnesiumet är vanligtvis dyrare än stål och aluminium. Utrustningen kostar också mer på grund av dess säkerhetsprotokoll. Processen kräver alltså en högre initial investering. Men företaget kan enkelt balansera dessa kostnader mot sin bränslekostnadseffektivitet. Det erbjuder flera fördelar som kan leda till långsiktiga vinster.

Gjutning av magnesium på Aludiecast: Kom igång!

Aludiecast är en ledande gjutnings- och bearbetningsfabrik med många års erfarenhet. Vi har produktionslinjer för olika typer av gjutning och die casting machining tjänster. Våra ingenjörer är mycket skickliga på att designa och producera anpassade bildelar.

Många kunder möter utmaningar när de ska anpassa produkter. Men hos Aludiecast är processen smidig och effektiv. Vi tar hand om allt från val av legering till efterbehandling. Dessutom har vi också ett internationellt kundsupportteam. Som ett resultat kan vi säkerställa 100% korrekt kommunikation och vägledning från kunder över hela världen.

Redo att hoppa in i projektet? Kontakta Aludiecast och få en snabb offert.