マグネシウムは鋳造合金に使用される最も軽い構造金属です, ダイカストはその特性を大量の薄肉部品に変えるプロセスです. 同じ音量で, AZ91D マグネシウム鋳造品の重量は、一般的なアルミニウム ダイカスト品の約 3 分の 2、鋼製部品の約 4 分の 1 です。. 多くの軽量代替品とは異なり, マグネシウムは薄壁に流れ込みます, 標準的なコールドチャンバーダイカストマシンのリブ形状. この組み合わせは、マグネシウムダイカストがすでに機能している部分を説明しています: 自動車の構造部品および半構造部品, 電動工具ハウジング, 電気自動車内の厳選されたエンクロージャ.
同じ特性セットが、金属がこれらの族以外のニッチなままである理由を説明します. プレミアムは大量の場合にのみ正当化されます, 薄い壁, または振動の感触が要件リストに載っている.
このガイドでは、マグネシウム ダイカストが設計レビューを受けるアプリケーション ファミリについて説明します。. 金属がアルミニウムに負ける部分もカバーします, 部品をコミットする前に、バイヤーがサプライヤーのプロセスについて確認すべきこと. ガイダンスは引き続き購入者側にあります: 公開データからの物質的な挙動, 書面で尋ねる価値のあるサプライヤーの質問.
そもそも設計チームがマグネシウムを選ぶ理由
事件は密度から始まる. AZ91D, 主力ダイカスト合金, 周囲に密度がある 1.8 g/cm³. 一般的なアルミニウム ダイカスト合金は近くにあります。 2.7 g/cm³, それは約 33 同一形状での質量削減率. マグネシウムとアルミニウムは同等の比剛性を持っているため、, 再設計されたマグネシウム部品は、壁の厚さとリブの形状を調整することで必要な剛性を維持できます。. 最終的な軽量化は、密度だけから推測するのではなく、構造解析によって確認する必要があります。.
多くのプログラムを決定する 3 つの二次特性:
- ダンピング. マグネシウムの減衰能力はアルミニウムよりも高い, 手持ち製品や持ち運び製品の騒音や振動感を軽減します。.
- キャスタビリティ. AZ91D の液相線温度は約 595 °C およびそれに近い固相線温度 470 ℃, あたり 国際マグネシウム協会のデータ. 合金は一点ではなく広い範囲で凍結します。, ゲートと給餌の決定を形作るもの, その流動性が薄い壁と緻密なリブをサポートします。.
- EMIおよびRFIへの貢献. 導電性マグネシウム筐体は、接合時の EMI シールドに貢献します。, 開口部と接地が適切に設計されている.
マグネシウムが失われる場所: 絶対的な強さ, 高温クリープ耐性, 制御されていない環境での腐食性能. 腐食は除去されるのではなく管理される. マグネシウムダイカスト部品は通常、化成皮膜の下で使用されます。, ペイントまたはパウダーコート, アセンブリ内の低貴金属から隔離されています. これら 3 つの制限は、以下のすべてのアプリケーションの境界を定義します。. サプライヤーとの正直な会話は、自社の部品がサプライヤーと比較してどこに位置するかについてです。.
マグネシウムがすでに車両に存在している場所
自動車は依然としてマグネシウムダイカストの最大の本拠地である, そしてその部分はエキゾチックでも実験的でもない. ステアリングホイール, ステアリングコラムハウジング, シートフレームとアジャスターハウジング, インストルメントパネルビーム, ミラーハウジング, トランスミッションとギアボックスのケースは量産車でのマグネシウムの用途として確立されています。. 設計者は、材料のプレミアムを質量削減で賄える場合にそれらを選択します。. 合金のロジックが固まった: 強度と腐食代をリードするAZ91D, 延性と衝突エネルギー吸収性がより重要な場合は AM50 または AM60. これらの部品のほとんどはキャビンまたはボディバッキングゾーンに位置します, 最も高温のパワートレイン環境から離れた場所, これは上記のクリープ限界と一致します.
購入者にとって, 自動車トレイルは資格フレームワークが付属しているため重要です. 自動車のマグネシウム部品は同じ IATF に基づいて生産されています 16949 アルミニウムのような規律: PPAP の提出, プロセス能力の監視, 溶融化学制御, とトレーサビリティ. 部品を実行する工場が実際にどの証明書を保持しているかを尋ねる, そしてどのような範囲で. の 自動車の鋳造機能のページ このサイトではそのフレームワークについて詳しく説明しています.
EVエンクロージャおよびバッテリーシステム部品
バッテリーは電気自動車の中で最も重い部品です, パックから 1 キログラム取り除くごとに、航続距離が回復するか、バッテリーのコストが回避されます。. マグネシウムは、選択された EV エンクロージャについて評価されています, 電子ハウジングおよび構造バッテリーシステムコンポーネント, ただしアプリケーションの成熟度は部分によって異なります, 車両プラットフォームと資格要件. ジャンクションボックス, オンボード充電器ハウジング, DC-DCコンバーターのケースとバッテリーカバーは、グループの中で最も長いマグネシウム生産の歴史を誇ります。.
トレーと構造フレームは衝突と火災に関連するため、別の話になります。. マグネシウムトレイは、熱リスクを伴うセルの近くに設置されます。. したがって、設計ではクラッシュロードパスに対処する必要があります。, エネルギー吸収, スチールまたはアルミニウムの留め具からのガルバニック絶縁, IP等級に準拠した密閉性, そして火災行動. 火災時の行動, フォームを分離する: 溶融マグネシウム, 微細な切りくずやほこりは燃えやすいため、専用の取り扱いが必要です, 一方、完成した厚肉鋳物は発火がはるかに困難です。. 材料ラベルから議論するのではなく、実際の部品形状に関するテスト データを要求する.
トレイのサプライヤーが防食設計について曖昧な場合, 異種金属絶縁, または溶解およびチップの取り扱いの安全性, その曖昧さを発見として扱う. 製造部品のシールの完全性がどのように証明されるかを尋ねる, クラッシュ関連の仕様がどのように検証されるか. の マグネシウム安全ガイド このサイトでは、処理の火災リスク側についてさらに詳しく説明しています。.
電動工具は低質量と減衰に報いる
電気自動車のずっと前から, プロ用電動工具の上部ハウジングとギアケースはマグネシウムダイカストで作られています. ドリルやインパクトドライバーを一日中頭上にかざすと、あらゆるグラムとあらゆる振動サイクルがユーザーの腕に伝わります。, 質量と振動の両方が重要です. ツールハウジングは伝統的な薄肉です, 肋骨が重い, ボスが豊富なジオメトリ, これはまさにダイカストが得意とするものです. マグネシウムの減衰特性は振動と騒音の制御に貢献します, ただし、ハンドアームの総振動は完全なツールの設計によって異なります。.
同じロジックがオーディオ ハードウェアにも拡張されます, カメラ本体とプロジェクター本体, ポータブル発電機とコンプレッサー. 製品が運ばれる場所, 開催, または振動に敏感な, マグネシウムは設計の見直しに値する; 使用中にボルトで固定されたままの場所, 通常、アルミニウムはコストで勝ります. ハウジングにはボスやネジ付きフィーチャーも鋳物に直接搭載されています。, これにより、留め具の数と組み立て手順が削減されます。. 導電性エンクロージャは、ツールの接合部と接地設計によりシールド パスが連続的に保たれる場合、EMI 封じ込めをサポートできます。.
専用アプリでキャストルートを確認
現在、マグネシウムは航空機やモータースポーツのハードウェアに使用されています, ギアボックスハウジングを含む, アクセサリーケース, 航空機のシート部品および内部ブラケット, そしてステアリングボス, レースにおけるクラッチカバーとホイール隣接ハードウェア. 仕事内容は自動車関連の仕事と同じです: 車両や機体の高いところで節約された質量は、材料プレミアムよりも下流での価値が高い. 資格の負担, けれど, 重いです.
飛行に不可欠なハードウェアは歴史的に砂型鋳造に頼ってきました。, 高圧ダイカストではなく永久金型鋳造および鍛造. どのプロセスルートを尋ねる, どの規格が登録されているか, 購入しようとしているアプリケーションを実際にカバーする名前付きパーツの履歴. マグネシウムの疲労とクリープの限界は、これらの部品がアルミニウムの代替品として採用されるのではなく、金属の強度に基づいて設計されていることも意味します。. サプライヤーの問題は、店がマグネシウムを溶かせるかどうかではない, しかし、それが書面で保持している航空宇宙またはモータースポーツの基準はどれですか.
候補リストに含まれるマグネシウムまたはアルミニウム
以下の候補リストは、各要素を金属に関するルールではなく、部品に関する質問としてまとめています。. 各セルは、1 つの材料に有利な傾向のある条件を記述します。, 特定の合金の能力については、決定する前にサプライヤーに確認する必要があります。.
| 決定要因 | マグネシウムを好む | アルミニウムを好む |
|---|---|---|
| 大量予算 | 運ばれた, 開催, または範囲が重要な部分 | 重量が関係ないボルト固定部分 |
| 壁の形状 | 近くの薄い壁 1.5 mm 密なリブ付き | 単純な塗りつぶしのある適度な壁 |
| 振動と騒音 | ダンピングと手触りが重要 | 剛性が支配的な音響の問題 |
| 動作温度 | 選択したマグネシウム合金に対して検証されたサービス範囲 | 選択したアルミニウム合金がより優れた性能を発揮する、高温またはクリープに敏感な用途 |
| 腐食にさらされる | 絶縁設計によるコーティングまたは密閉型サービス | ベアメタルの屋外サービス |
| プログラムの経済学 | 合金と仕上げの高級感を正当化するボリューム | ADC12クラスの材料コストが決定を左右します |
アルミニウム側の比較について, へのガイド ダイカストアルミニウム合金 ADC12をカバー, A380, A360とENACシリーズ.
マグネシウムプロセスについて確認すべきこと
マグネシウムは、部品の品質に直接現れる形で、鋳造工場の管理が不十分であることを明らかにします. 4 つのチェックにより、本物のマグネシウム電池と、見積小道具として 1 台のマシンを稼働させているショップとを区別します。:
- 溶融保護. 溶融マグネシウムには制御された保護雰囲気が必要です. どのカバーガスシステムが使用されているかを尋ねる, その濃度と流量をどのように監視するか, そして溶融を管理する安全手順は何ですか, 保有と譲渡. 六フッ化硫黄が長い間標準であった, そして EPA マグネシウム産業プログラム SF₆ の温室効果への影響による代替カバーガスへの移行を文書化.
- 化学制御. 鉄とニッケルの不純物はマグネシウムの腐食性能を低下させます, これが、AZ91D 仕様が微量レベルに制限している理由です。. 分光検査がすべての溶融ロットと入ってくる材料をカバーしているかどうかを尋ねる, どのくらいの頻度で, サンプルレポートをリクエストしてください. の 品質管理ページ このサイトでは検査装置のうち直読分光計を掲載しています。.
- 切りくずやカスの処理. 機械加工の微粉や炉のカスは、まさに可燃性のマグネシウムです。. マグネシウムを鋳造した植物は乾燥しているはずです, 換気された, 隔離されたチップ保管庫とクラスD対応の火災対応. 施設見学商品として扱います, アンケート項目ではありません.
- デザインサポート. 肉厚の薄化とリブの形状が軽量化の大きな要因となるため, ツーリング前に CAD で DFM とモールドフローのフィードバックを求める. 契約書でシミュレーション範囲とレポート形式を定義する, そして答えを以下のことと比較検討します サプライヤー監査チェックリスト 受賞前に.
RFQ を作成して、プラント間で回答を比較できるようにする. 合金の名前と仕様, カバーガスシステム, 化学チェックの頻度, 許容限界のある検査方法, 各出荷とともに提供されるトレーサビリティ記録. 同じ書面による質問セットに回答する 2 つの鋳造会社の方が、2 つのパンフレットよりもはるかに簡単に比較できます。.
マグネシウムダイカストの用途に関する質問
マグネシウムダイカストはアルミニウムに比べてどれくらい軽いですか?
AZ91D マグネシウムの密度はおよそ 1.8 g/cm3 対約 2.7 一般的なアルミニウム ダイカスト合金の g/cm3, 周りにあるのは 33 同一形状でパーセント軽量化. 比剛性が同等であるため, 再設計された部品は、より薄い壁とより深いリブによって剛性を維持できます。. 密度のみから推測するのではなく、構造解析によって最終的な節約量を確認する.
マグネシウムダイカストは電気自動車のバッテリートレイに使用されていますか?
マグネシウムは、選択された EV エンクロージャについて評価されています, 電子ハウジングおよび構造バッテリーシステムコンポーネント, ただしアプリケーションの成熟度は部分によって異なります, 車両プラットフォームと資格要件. カバー, ジャンクションボックスと充電器ハウジングは最も長い生産の歴史を持っています. 構造トレイがクラッシュする- そして火災関連の, したがって、ガルバニック絶縁が必要です, IP等級に準拠した密閉性, 実機でのテストデータと.
電動工具にマグネシウムハウジングが使用される理由?
2 つの物理的特性がほとんどの役割を果たします. ツールを一日中頭上に置いていると、1グラムでも疲労が問題になるため、重量は重要です. マグネシウムの減衰特性は振動と騒音の制御に貢献します, ただし、ハンドアームの総振動は完全なツールの設計によって異なります。. 導電性エンクロージャは、接続部と接地がそれに合わせて設計されている場合、EMI シールドをサポートできます。.
ダイカストではマグネシウムではなくアルミニウムを選択すべき場合?
部品がボルトで固定されている場合は、重量が問題にならないようにアルミニウムを選択してください. 動作温度または持続負荷が、選択したマグネシウム合金の検証されたクリープ能力を超える場合に選択してください。. コーティング予算を必要としない地金の屋外腐食暴露もアルミニウムに有利です, 材料コストが支配的で、量が仕上げのプレミアムを吸収できないプログラムも同様です。.
最終的な考え
マグネシウムダイカストはダイカスト工場内の専門業者です: 溶融防止機能を備えた実際のセル, 化学分野と安全インフラストラクチャは、最も幅広い機械リストよりも重要です. あなたのパートが運ばれる場合, 開催, 範囲が重要な, または薄肉, アルミニウムが自動的に第二項を取得する前に、マグネシウムはモデル化された重量比較に値する. を通じて図面を送信してください お問い合わせページ 文書化された DFM 評価との比較を開始する.
