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我們一般熟知用於金屬切削加工的材料有鑄鐵、鐵材、鋼鐵、鋁合金、銅、石墨、…等,但最近二、三年鎂合金材質的產品在台灣有增多的趨勢。因此工具機加工到鎂合金材料的機會也會增加。在此針對鎂合金的特性及應用予以敘述,讓大家對鎂合金進一步認識。
鎂合金的特性:
(1)重量輕:鎂合金的比重約1.7,為鋅的1/4,鋼的1/5,相較於鋁合金(比重約2.7)
也輕1/3。
(2)高強度對重量比:如此特性將可取代傳統上運用鋼、鑄鐵、鋅合金甚至鋁合金
的地方。
(3)優良導熱性、吸震性:相對於工程塑膠其具極佳的吸震性、較佳的機械強度、
抗衝擊性及不易磨損。
(4)抗EMI電磁波:鎂合金為非磁性金屬,電磁遮蔽性佳。
(5)尺寸安定性高,不易因環境溫度變化及時間而改變。
(6)可回收:鎂合金具有100%完全回收的特性,更符合今日環保意識。
(7)機械加工特性:鎂切削所需動力為1,鋁是1.8,黃銅是2.3,鑄鐵是3.5;且比重
輕,切削慣性小,可高速切削。
鎂合金的應用:
鎂合金的主要用途在於輕量化。目前鎂合金壓鑄品的應用產業以汽車零組件為主,約佔80%以上,其次為3C產業,其他像自行車、器材工具、運動用品及航太國 防也都在其應用範圍之內。台灣鎂合金產業目前主要應用於3C產業、自行車及器材工具等製品。
表 一為鎂合金之代表性產品。日本在1999年的鎂合金產品統計如表二,其產值為30343百萬日圓。美國政府與三大汽車公司(Ford)、通用(GM) 、克萊斯勒(Chrysler)於1993年提出PNGV(Partnership for a New Generation of Vehicles)計劃,希望在2004年開發6人座之省油車,以每100公里耗油3公升為目標,主要在於車體結構與動力系統之輕量化設計開發。未來可能 鎂合金化的汽車零件如表三所示。
| 應用產業 | 應 用 產 品 |
| 汽車零件 | 車座支架、儀表板及托拖架、電動窗馬達殼體、升降器及輪軸電樞、油門踏板、音響殼體、後視鏡架 |
| 自行車零件 | 避震器零件、車架、曲柄、花殼、三/五通零件、輪圈、煞車手把 |
| 電子通訊 | 筆記型電腦外殼、MD外殼、行動電話外殼、投影機外殼 |
| 航太國防 | 航空用通信器和雷達機殼、飛機起落架輪殼 |
| 運動用品 | 網球拍、滑雪板固定器、球棒、射弓之中段與把手 |
| 器材工具 | 手提電動鋸機殼、魚釣自動收線匣、控制閥、相機機殼、攝錄放影機殼 |
表一(鎂合金之產品應用)
| 資訊、通訊產品77% | 筆記型電腦39% |
| 數位攝影機19% | |
| 行動電話14% | |
| 數位相機5% | |
| 投影機6% | |
| 其他電子產品17% | |
| 汽、機車零件18% | 汽車零件88% |
| 機車零件12% | |
| 農林業機械5% | 農林業機械41% |
| 電動工具27% | |
| 運動用品8% | |
| 其他24% |
表二(1999年日本鎂合金產品統計表)
| 區分 | 零件名稱 |
| 懸吊系統 | 車輪 備用輪胎(spare wheel) 控制臂(control arm)(2個,後方) 控制臂(2個,前方) 引擎架(engine cradle) 後方支架(rear support)/ASSY |
| 車身 | 保險桿補強橫樑 鑄造車門內襯(4*7) 鑄造A/B柱(piller) 擋風片開關補強材 行李架 側鏡 |
| 內裝 | 儀表板‧橫樑(cross beam) 儀表板支架(in panel support) 椅背(seat back) 椅座(seat base) 氣囊零件 |
| 方向盤 | 方向盤零件 |
| 煞車系統 | ABS零件 離合器/煞車踏板托架,踏板零件 |
| 電氣機械零件 | 交流電箱 音響/EEC零件 雨刷馬達 交流電/AC托架 |
| 驅動馬達 | 傳動(閥體、箱、側蓋、啟動器) 傳動箱(總重量12Kg的15%) 發動機組 支撐托架 罩套(油/水泵,機車馬達) 汽缸蓋 吸氣歧管 引擎支架 油蓋 前蓋 |
表三(未來可能鎂合金化的汽車零件)
在鎂合金加工需注意機台沖水排屑的機能。因為遇水的鎂合金粉末容易產生氫氣,所以客戶加工時可能使用礦物油(嚴禁使用酸性類的切削劑),對於油類切削液的 機台防漏設計也是要注意的。另外須要求客戶在清除鎂屑時,需注意噴氣嘴是否有水。基於工具機製造者的立場,針對不同特性材料的了解,將有助於機台的設計及 製造。
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