Магнезиевите сплави са смеси от магнезий с други метали като алуминий, цинк и манган. Тези комбинации предлагат различни свойства, които отговарят на специфични нужди. Магнезият, един от най-леките структурни метали, прави тези сплави идеални за намаляване на теглото на продукта.
Магнезиевите сплави показват добра устойчивост на умора и пълзене. Специфичният състав на тези сплави е избран, за да подобри определени характеристики, което ги прави универсални при проектиране и производство.
Предимства на магнезиевите сплави
Най-същественото предимство е високото съотношение якост към тегло. Това означава, че те са здрави, но леки, което е идеално за индустрии, които се нуждаят от намаляване на теглото без компромис със здравината.
Магнезиевите сплави също се обработват лесно чрез процеса на леене под налягане. Това позволява създаването на сложни части с висока точност. Способността им да потискат вибрациите ги прави полезни за намаляване на шума и износването на механичните части. В допълнение, те имат отлични свойства за разсейване на топлината, които са подходящи за електронни устройства и други приложения.
Различни свойства на магнезиевата сплав и техните свойства
| Сплав | Плътност (g/cm³) | Якост на опън (MPa) | Граница на провлачване (MPa) | Удължение (%) | Al съдържание (%) | Съдържание на Zn (%) | Други елементи |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AZ91 | 1.81 | 200-260 | 140-170 | 1-6 | 8.3-9.7 | 0.35-1.0 | 0,15-0,50% Mn |
| AM60 | 1.80 | 190-250 | 120-150 | 4-14 | 5.5-6.5 | 0.1 | 0,35% Mn |
| AM50 | 1.77 | 180-230 | 110-130 | 5-15 | 4.5-5.5 | 0.1 | 0,35% Mn |
| AM20 | 1.75 | 150-220 | 80-100 | 8-18 | 1.6-2.6 | 0,2 (макс.) | 0,1% Mn (мин.) |
| AZ80 | 1.81 | Не е посочено | Не е посочено | Не е посочено | 7.8-9.2 | 0.2-0.8 | 0,15-0,5% Mn |
| WE54 | 1.74 | Не е посочено | Не е посочено | Не е посочено | – | – | Y, RE, Zr |
| WE43 | 1.74 | Не е посочено | Не е посочено | Не е посочено | – | – | Y, RE, Zr |
Точка на топене на различни магнезиеви сплави
| Магнезиева сплав | Диапазон на точката на топене (°C) | Диапазон на точката на топене (°F) |
|---|---|---|
| Чист магнезий | 650 | 1202 |
| AZ91D | 470 – 595 | 875 – 1105 |
| AM60B | 540 – 615 | 1005 – 1140 |
| AM50A | 540 – 620 | 1005 – 1150 |
| AM20 | 545 – 630 | 1015 – 1165 |
| AE42 | 590 – 620 | 1095 – 1150 |
| WE54 | 540 – 640 | 1005 – 1185 |
| WE43 | 540 – 640 | 1005 – 1185 |
| Електрон 21 | 550 – 640 | 1022 – 1184 |
| ZK60A | 530 – 635 | 985 – 1175 |
Какви са разликите между често използваните AZ91 и AM60B?
AZ91 има повече алуминий в сравнение с AM60B, което дава на AZ91 по-висока якост, но по-ниска пластичност. Междувременно AZ91 съдържа повече цинк, което подобрява здравината и устойчивостта на корозия.
В реално приложение AM60B предлага по-добра пластичност и абсорбция на енергия, което го прави подходящ за критични за безопасността компоненти, докато AZ91 осигурява по-висока якост и по-добра устойчивост на корозия, което го прави идеален за структурни компоненти и корпуси.
Какви са свойствата на лятия магнезий?
Механични характеристики
Лятите под налягане магнезиеви сплави, като AZ91D, са известни със своите забележителни механични свойства. Тези сплави не само осигуряват висока якост, но и поддържат лек профил. Твърдост и толерантност са други аспекти, които ще оцените, правейки тези сплави подходящи за взискателни приложения.
Микроструктурата на метала е фина и допринася за повишена издръжливост. Магнезиевите сплави често осигуряват добра комбинация от граница на опън и провлачване, което означава, че могат да се справят добре със стреса, без да се провалят. Това качество ги прави чудесни за структурни приложения.
Устойчивост на корозия и повърхностно покритие
Магнезиевите ляти части са известни с добра устойчивост на корозия. Това е от решаващо значение в среди, където влагата може да бъде проблем. Освен това повърхностното покритие е друга област, в която тези сплави блестят. Гладката повърхност улеснява боядисването или нанасянето на покритие, което ви дава гъвкавост при опциите за довършителни работи.
Усъвършенстваните обработки могат допълнително да подобрят устойчивостта на корозия и дълголетието. Тези свойства правят магнезиевите сплави идеални за външна или индустриална среда, където повърхностите са изложени на тежки условия. Предлагайки както функция, така и естетика, тези сплави са много гъвкави.
Какъв е процесът на магнезиево леене под налягане?
Магнезиевото леене под налягане включва прецизни методи, които оформят метала в здрави, издръжливи части. Два важни процеса са Леене под налягане с гореща камера и Леене под високо налягане. Всеки метод има своите силни страни и приложения в зависимост от приложението.
Леене под налягане с гореща камера
Машината и настройката на матрицата на леенето под налягане с гореща камера го прави чудесен избор за магнезиеви сплави. Процесът включва камера или „гъша шия“, която е потопена в разтопения метал. Инжекционен механизъм притиска тази разтопена сплав в кухината на матрицата. Тази настройка спомага за бързите времена на цикъла, което я прави ефективна и подходяща за производство на малки части, отлети под налягане.
Ще го намерите използван в индустрии, изискващи издръжливи, леки компоненти, като потребителска електроника или малки корпуси на двигатели. Този метод се възползва от неговата простота на работа, въпреки че излагането на камерата за топене може да доведе до замърсяване с метал.
Леене под високо налягане
Леене под високо налягане се използва широко за структурни приложения, особено когато компонентите се нуждаят от точни детайли. Това включва инжектиране на стопен магнезий под значително налягане в здрави стоманени форми, известни като матрици.
Тази техника позволява създаването на части с тънки стени и гладки повърхности, идеални за сектори като автомобилостроенето и космонавтиката. Използваното високо налягане гарантира, че металът бързо запълва цялата форма, улавяйки сложни дизайни. Макар и ефективни, разходите за оборудване или машини и необходимата техническа експертиза са по-високи в сравнение с други методи.
Предимства и недостатъци на магнезиевото леене под налягане
Предимства:
- 1. Изключително лек – магнезият е 75% по-лек от стоманата и 33% по-лек от алуминия.
- 2. Отлично съотношение здравина към тегло.
- 3. Бързи времена на производствения цикъл поради бързото втвърдяване.
- 4. Възможност за отливане на тънки стени и фини детайли.
- 5. Добра стабилност и точност на размерите.
- 6. Отлична обработваемост.
- 7. Добра топло- и електропроводимост.
- 8. Отлични свойства за намаляване на вибрациите и шума.
- 9. Добри възможности за екраниране на EMI/RFI.
- 10. Напълно рециклируем материал.
- 11. По-дълъг живот на матрицата в сравнение с алуминиевото леене.
Недостатъци:
- 1. По-високи разходи за суровини в сравнение с алуминий или цинк.
- 2. По-ниска стабилност/твърдост в сравнение с алуминиевите части.
- 3. Изисква повече постпродукционна обработка.
- 4. По-високи общи производствени разходи в сравнение с леенето на алуминий или цинк.
- 5. По-податливи на корозия от някои други метали, изискващи защитни мерки.
- 6. За оптимални резултати са необходими специализирани знания и оборудване.
- 7. По-високи първоначални разходи за инструментална екипировка за сложна матрица.
Какви са приложенията на магнезиевото леене под налягане
Автомобилна и космическа индустрия
В тези индустрии леките материали са критични за ефективността и производителността. Леене под налягане магнезиеви части са предпочитани, защото тежат по-малко от алуминий и стомана. Това означава, че превозните средства могат да изминат по-далеч и да изразходват по-малко гориво. Използва се в части като двигателни блокове и скоростни кутии за намаляване на общото тегло на автомобила.
Лятият под налягане магнезий също играе роля в аерокосмическия сектор. Самолетите го използват в компоненти като рамки на седалки и структурни части, като се възползват от лекия характер на метала, без да жертват издръжливостта. Това е жизненоважно за намаляване на разхода на гориво.
Потребителска електроника
Когато става въпрос за потребителска електроника, магнезиевите сплави служат като здрав и лек вариант. Лаптопите и смартфоните често включват магнезиеви отливки в кутиите си. Това поддържа устройствата едновременно издръжливи и преносими.
Тези сплави също осигуряват превъзходни RFI екраниране, защитавайки чувствителната електроника от смущения, като същевременно подобрява производителността. Комбинацията от сила и тегло на магнезия го прави предпочитан избор за производителите на електроника, фокусирани върху висококачествени и леки продукти. Това позволява елегантен дизайн, който е едновременно здрав и стилен.
Често задавани въпроси
Какви са предимствата на използването на магнезий при леене под налягане в сравнение с други метали?
Магнезият е един от най-леките съществуващи структурни метали. Осигурява отлично съотношение на якост към тегло, поради което е предпочитан в индустрии като автомобилостроенето и космическата индустрия. Освен това магнезият предлага добра устойчивост на корозия и ефективно разсейване на топлината.
Как се различава процесът на леене на магнезий от другите методи за леене на метал?
За разлика от алуминия или цинка, магнезият може да се лее, като се използват както методи на гореща камера, така и метод на студена камера. Изборът зависи от производствените нужди като скорост и сложност. Инжектирането под високо налягане и бързото охлаждане са ключови стъпки, гарантиращи точност и прецизност.
Какви са необходимите предпазни мерки при леене на магнезий?
Магнезият е запалим, така че подходящите мерки за безопасност са от решаващо значение. Уверете се, че имате добре проветрено работно пространство и противопожарно оборудване. Предпазните средства като ръкавици и очила са от съществено значение. Също така е важно да управлявате внимателно температурата, за да избегнете запалване.
Как се сравняват процесите на леене под налягане на магнезий и алуминий?
Въпреки че и двата метала предлагат отлични качества за леене, магнезият обикновено се предпочита за приложения, където намаляването на теглото е от решаващо значение. Алуминият, от друга страна, може да бъде избран заради малко по-добрите му термични свойства и за компоненти, изискващи висока якост при повишени температури.