鎂合金鑄造方式
.鎂合金之應用有78年歷史，早期應用砂模鑄造法製造。 1.後期則改以熱室及冷室壓鑄法(die casting)製造鎂合金壓鑄品，為最主 要的鎂合金生產方式。 2.觸變或射出成形(thixomolding)技術 — Dow Chemical公司於1988年提出， 由塑膠射出成型技術應用於金屬製程的技術。 3.流變成形(rheomolding)技術 — 結合塑膠射出成形及流變鑄造(rheocasting) 的特殊製程。
熱膨脹 係數
m /m * K
熱傳導 係數
w /m * K
電阻 Ω cm 1 4 .1 1 2 .5 N /A
導電 係數 M s/m 6 .6 N /A N /A
浦松比
u n it A Z 91D A M 60B A S41B
g /cm 1 .8 1 1 .7 9 1 .7 7
m m /m 0 .3 5 0 .3 5 0 .3 5
降伏 強度 M Pa 160 120 140
壓降伏 強度 M Pa 165 130 140
剪強度
疲勞 強度 M Pa 70 70 N /A
衝擊 強度 J 2 .2 6 .1 4 .1
伸長率 (5 1 m m ) % 3 6~8 6
硬度
揚氏 係數 GPa 45 45 45
潛熱
u n it A Z 91D A M 60B A S41B
鎂合金之優點及特性 (二)
（與工程塑膠比較）
1. 比重相近
鎂合金=1.81 PC+ABS=1.14 PET+30%GF=1.61 PBT+30%GF=1.72
2. 導熱(散熱)性優
優於塑膠之數百倍
3. 電磁遮蔽 (EMI Shielding)性佳
無須另外做表面電磁遮蔽及導電處理
4. 薄壁成形性佳
優良之流動性使其薄壁成形厚度可達1.2mm以下，局部更可達0.4~0.6mm
M Pa 140 N /A N /A
BHN 75 62 75
K J/K g 373 373 373
常用鎂合金之 物理特性
物理 性質 材料 名稱
密度
3
凝固點 ℃ 470 540 565
熔點 ℃ 595 615 620
鑄造 溫度 ℃ 625~700 650~695 660~695
比熱 J/k g ℃ 1 .0 5 1 .0 5 1 .0 2
鎂合金 基本生產作業流程
原料 - 鎂錠 (Mg ingot) ↓ 壓 鑄 (Die casting) ↓ 毛 邊 (Deburring) ↓ 機械加工 (Machining) ↓ （後毛邊） ↓ 化 成 (Chemical conversion treatment) ↓ 塗 裝 (Painting)
易於薄件成形
不同應力條件下其阻尼容量是鋁合金之10~25倍
6. 鑄造性（流動性）佳 7. 潛熱(熱含量)低
傳熱快，本身不易積熱
8. 與鋼之親和性小
模具壽命長，切削加工性佳
9. 機械加工性佳
切削加工性佳
10.鎂金屬蘊藏豐富
地球上第三豐富之構造用金屬材料，第八大豐富元素，主要蘊藏於菱鎂礦、白雲石及海水中
鎂合金壓鑄 薄壁成型之技術極限
文獻記載：A=100mm2 → t = 0.9mm A=300mm2 → t = 1.5mm A=300mm2以上 → t = 1.5~2.5mm 實際範例： 1. Mitsubishi Notebook 總厚度 18mm﹐ 重1.45kg﹐ 平均壁厚 1.0mm﹐ 局部尺寸 100x100mm 厚度 0.8mm 2. Sony Walkman (Mini Disk) 平均壁厚 0.6mm 3. Buhler sample 展示 L100xW100xH200mm
比強度
揚氏 係數 GPa
u n it 鎂合金
(A Z 9 1 D )
g /cm
3
%
℃
1 .8 1
3
2 5 .0
72
595
230
160
154
45
鋁合金
(A 3 8 0 )
2 .7
3
2 3 .9
145
593
331
165
147
71
鋅合金
(A G 4 0 A )
6 .7
10
2 7 .4
214
387
283
N /A
A:第一種標準成份 B:第一種標準成份 C:第一種標準成份 D:高純度合金 E:高抗蝕性合金 X1:未登記之合金
次要合金 成份含量Zn佔1%
各合金符號表示之化學元素： A － 鋁 B － 鉍 C － F － 鐵 G － 鎂 H － M － 錳 N － 鎳 P － S － 矽 T － 錫 W －
銅 釷 鉛 釔
鎂之回收難度較鋁高:
且鋁製品已有年歷史，就市場使用的慣性觀，要取代鋁合金仍有相當距離。
技術門檻較高:
從DESIGN REVIEW、模具、壓鑄成型、表面精修、表面處理等都因材料屬性活潑而
有其難度，化學皮膜及塗裝外觀要求嚴，。
壓鑄之特性
何謂壓鑄? 將熔融合金以高壓高速射入金屬模(DIE)中後急速凝固成形之鑄造方式 特性： 1.高速－熔湯以高速並成霧狀由澆口噴入模具內。 熱室機－柱塞速度：3~ 5 m/sec 熔湯於澆口速度：30~ 40 m/sec 冷室機－柱塞速度：5~10 m/sec 熔湯於澆口速度：90~120 m/sec 2.高壓－壓鑄機於熔湯充滿模穴後再施予之壓力。 熱室機－170~280kg/cm2 冷室機－350~550kg/cm2 3.冷卻速度極快 4.充填時間極短－Notebook LCD Cover之鑄件充填時間僅 7ms (0.007sec)
0 .1 2 m ax
0 .5 ~ 1 .5
0 .0 2 m ax
0 .0 0 2 m a x 0 .0 0 3 5 m ax
0 .0 2
單位：％
特性介紹： AZ91－機械性質及鑄造性極佳 AM60－延性及衝擊強度佳 AS41－高溫強度及抗潛變能力優
常用鎂合金之 機械特性
機械 性質 材料 名稱
抗拉 強度 M Pa 230 220 215
Welcome to Foxconn
Magnesium Division
Foxconn Advanced Technology , INC
鎂合金壓鑄 及製程簡介
ASTM(美國材料試驗所) B275合金命名規則：
主要合金 成份Al(鋁)
AZ91D
次要合金 成份Zn(鋅) 主要合金成份 含量Al佔9%
5. 耐磨﹑耐衝擊性﹑剛性強度佳
優於塑膠8~10倍，勿須加肋為提升強度
6. 符合環保需求
製品及廢料可回收使用，回收製程亦無有害物質產生
壓鑄合金與塑膠之機械與物理性質比較表
物理性質 機械性質 熱傳導 係數
w/ m° K
材料名稱
密度 伸長率
熱膨脹 係數
K m /m °
熔點
抗拉 強度 M Pa
降伏 強度 M Pa
鎂合金壓鑄基本作業內容概述
1.壓鑄生產段 鎂錠預熱﹑熔解爐加熱﹑保護氣體調整﹑給湯及取料機械手設 定﹑ 離型劑噴灑系統調整﹑模溫機設定﹑機台生產條件設定﹑鑄件生 產﹑鑄件冷卻裝置﹑整緣衝剪毛頭﹑自動輸送設備﹑廢料回收﹒ 2.機械加工及毛邊處理段 切削液選用﹑加工機（鑽搪銑攻）修整﹑人工修飾﹑ 拋光研磨﹑防爆集塵﹑包裝﹑半成品倉儲﹒ 3.表面化成處理段 溶劑脫脂→鹼性脫脂→溫水清洗→水洗→酸處理→ 純水清洗→化成(鉻酸)處理→純水清洗→乾燥﹒ 4.塗裝處理段 補土→乾燥→補土修潤→底漆→乾燥→修潤→ 面漆→乾燥→包裝→倉儲→出貨﹒
D K Q Y
－ － － －
鎘 鋯 銀 銻
E L R Z
－ － － －
稀土 鋰 鉻 鋅
常用鎂合金化學成份表
化學成份 合金種類
Al
8 .3 ~ 9 .7
Mn
0 .1 5 ~ 0 .5 0
Zn
0 .3 5 ~ 1 .0
Si
0 .1 m ax
Cu
0 .0 3 m ax
Ni
0 .0 0 2 m a x
Fe
0 .0 0 5 m a x
o th e r s
0 .0 2
AZ91D AM60B AS41B
5 .5 ~ 6 .5
0 .2 4 ~ 0 .6
0 .2 2 m ax
0 .1 m ax
0 .0 1 m ax
0 .0 0 2 m a x
0 .0 0 5 m a x
0 .0 2
3 .5 ~ 5 .0
0 .3 5 ~ 0 .7
整體壁厚 0.7mm
鎂合金的運用及趨勢
汽車工業零組件 傳動組件外蓋、汽缸頭蓋、離合器、甚至方向盤、煞車踏 板架、儀表面板和座椅支架組合等
３Ｃ產業 筆記型電腦、數位相機、數位攝影機、ＭＤ、LCD顯示器、 行動電話、ＰＤＡ等
ＴＷＮ投入廠商福興、興行實業、高鋁、勤美、華孚 等公司，投入廠商正持續增加中。
82
85
塑膠 (P C + A B S ) 1 .0 7 1 6 .5 7 6 .5 0 .2 8 260 39 1 6 .5 102 2 .1
鎂合金缺點
有易燃的危險:
鎂為相當活潑的金屬， 於熔融狀態及細微粉末狀時極易發生劇烈燃燒現象。
鎂合金目前價格比塑膠高40%~50%:
成本較塑膠高約3成，但其材質輕薄，物料成本上的價格差異有限，主要仍在技術才 剛起步，且數量稀少，使得鎂合金的製造成本偏高。
1500 l 海水可提煉2kg鎂礦
合金之熱傳導性質比較表
熱 傳 導 度 (W /m ℃ ) 鎂合金 鋁合金 鋅合金 鈦合金 銅合金 75~138 121~239 1 0 5 ~ 11 3 8~12 29~234 比 熱 (J/k g ℃ ) 1046 880~920 402 502~544 377~435