镁合金壳体：优越性在电子器材生产中的应用

3C产品——Computer、Communication、Consumer Electronic Products（计算机、通信、消费类电子产品）是当今全球发展最快的产业，数字化技术导致了各类数字化产品不断涌现。电子器材的外壳结构一般不需要承受大载荷，要求发挥其机构性功能。在使用条件下能够保护内部电子、光学等元件避免损坏。通常要求质量小、刚度好、耐冲击性佳、电磁相容性符合标准、散热能力强、成形加工性好、表面美观耐用、无易燃性、成本低、易于回收和符合环保要求等。镁合金与传统3C产品所使用的材料相比，其优越性表现在以下几个方面：

1.轻量化

目前，电子器材外壳一般采用工程塑料（PC、PC/ABS、PBT/ABS、Nylon/PPE等，或碳纤维增强塑料）制作。但是，当塑料件在壁厚接近1mm后，其刚度、耐冲击性、抗挠曲变形的能力则大大降低，一般的塑料已无法满足要求。此时，镁合金则具有明显的优势。镁合金密度虽为塑料的1.5倍，但塑料在刚度、散热性以及可回收方面均不及镁合金。表7-7列出了几种材料的壁厚和质量的比较结果。表中以笔记本式计算机外壳常用的PC/ABS塑料为标准，采用不同材料以获得与1.6mm厚的PC/ABS相同强度所必需的壁厚与材料的质量比。由表7-7可见，采用铝合金所需壁厚为0.53mm，质量为PC/ABS的78%，采用镁合金的质量仅为PC/ABS的59%。目前完整配备的高级商用笔记本式计算机平均质量大约为3.6kg，其中机壳系统约占30%，采用镁合金机壳至少可以减少0.45kg。此外，镁合金的比强度高于铝合金，比刚度、疲劳强度与铝合金相当，比阻尼容量是铝合金的10～25倍，用在便携式设备上可以减少外界振动对内部精密电子、光学元件的干扰。

表7-7 几种材料的壁厚和质量的比较结果

2.辅助散热

由于计算机芯片的运算速度越来越快，导致发热功率密度的不断升高，因此，必须把系统内产生的热量迅速散发到大气中，使元件的温度维持在可靠的范围内，确保系统的稳定性和延长零件的寿命。目前常用的散热方式有自然冷却、强制气冷、直接或间接液冷、汽化冷却等，笔记本式计算机大多采用自然冷却和强制气冷。由于辐射散热只占20%左右，并且箱体空间有限，一般要靠风扇强制对流，因此，应该将散热的重点放在热传导散热和强制气冷上。例如，将高发热元件做成贴壁设计，将热量传导至大面积的金属底板散热。

3.电磁相容性（Electro-Magnetic Compatibility，EMC）

个人计算机、移动电话等使用时将发出高频率电磁波，如果电磁波穿过机体外壳，则会引起干扰信号、降低通信和运算的质量。同时，还会对人体健康造成危害。在发达国家，检验GSM移动电话的权威组织FTA在认证移动电话质量时，最重要的标准就是移动电话电磁辐射对人体的健康安全性，此标准通不过则禁止上市。目前，解决电磁干扰主要有两种途径：抑制干扰源和电磁屏蔽处理。其中，电磁屏蔽可以通过材料选择和加工处理来解决。

对电子器材外壳目前主要采用的电磁屏蔽方式为：喷导电漆、表面镀层、金属喷涂、塑料内添加导电材料、铺金属箔或金属板。但是，这些方法存在原料或设备成本高、操作复杂、污染环境、屏蔽效果不佳等问题。由于金属本身就是良导体，采用镁合金制造电子器材外壳不需要做导电处理就能获得很好的屏蔽效果。(www.xing528.com)

4.成本

电子器材壳体成本构成中，原材料所占比例最低，主要是模具（材料、加工）、二次加工（击边、抛光、攻螺纹孔等）及后处理（表面处理、涂装）等所产生的费用。例如，注射成形镁合金制品的成本构成为：原材料与成形各占10%；二次加工与后处理各占30%、50%。据资料介绍，解决电磁屏蔽所需的费用要占一部塑料壳体移动电话总成本的10%以上，采用镁合金则可以节省下这笔费用，并且，镁合金优异的切削加工性也有助于降低生产成本。

5.环境保护

在环保意识高涨的环境下，镁合金与无法回收的加碳铁/金属粉的塑料，或是与含有毒阻燃剂的阻燃塑料相比，具有很大的优势。只要花费相当于新料价钱的4%，即可将镁合金制品及废料回收使用，以称为对环境友好的材料。随着对环境保护呼声的日益高涨，各国政府都在制定相应的环境保护法规。例如，日本1998年6月公布了“家电回收法”，规定自2001年起，电视、洗衣机、冰箱、空调必须强制回收，松下电器公司1998年3月率先推出铝、镁合金外壳的53cm电视机即是顺应这一潮流的产品。可预见，今后这类产品将会越来越多，无疑给市场竞争提供了新的机遇。

6.其他优点

1）减振性能良好。镁合金的比阻尼容量为铝合金的10～25倍，锌合金的1.5倍，可大大减少噪声及振动，用在可便携式设备上有助于减少外界振动源对内部精密电子、光学组件的干扰。

2）耐蚀性佳。盐雾试验表明，镁合金的耐蚀性为碳钢的8倍，铝合金的4倍，超过塑料10倍以上。

3）质感极佳。镁合金外观及触摸质感佳，对于工业设计师以及消费者都具有不可阻挡的诱惑。