Las aleaciones de magnesio son mezclas de magnesio con otros metales como aluminio, zinc y manganeso. Estas combinaciones ofrecen diferentes propiedades que se adaptan a necesidades específicas. El magnesio, uno de los metales estructurales más ligeros, hace que estas aleaciones sean ideales para reducir el peso del producto.
Las aleaciones de magnesio presentan una buena resistencia a la fatiga y a la fluencia. La composición específica de estas aleaciones se elige para mejorar ciertas características, lo que las hace versátiles en cuanto a diseño y fabricación.
Ventajas de las aleaciones de magnesio
El beneficio más significativo es la alta relación resistencia-peso.. Esto significa que son fuertes pero livianos, lo que es ideal para industrias que necesitan reducir el peso sin comprometer la resistencia.
Las aleaciones de magnesio también se procesan fácilmente mediante el proceso de fundición a presión, lo que permite la creación de piezas complejas con alta precisión. Su capacidad para amortiguar las vibraciones las hace beneficiosas para reducir el ruido y el desgaste en las piezas mecánicas. Además, tienen excelentes propiedades de disipación del calor, lo que las hace adecuadas para dispositivos electrónicos y otras aplicaciones.
Diferentes propiedades de las aleaciones de magnesio y sus propiedades
| Aleación | Densidad (g/cm³) | Resistencia a la tracción (MPa) | Resistencia a la fluencia (MPa) | Alargamiento (%) | Contenido de Al (%) | Contenido de Zn (%) | Otros elementos |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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% de manganeso |
| AM50 | 1.77 | 180-230 | 110-130 | 5-15 | 4.5-5.5 | 0.1 | 0,35% de manganeso |
| AM20 | 1.75 | 150-220 | 80-100 | 8-18 | 1.6-2.6 | 0,2 (máximo) | 0,11 TP3T Mn (mín.) |
| AZ80 | 1.81 | No especificado | No especificado | No especificado | 7.8-9.2 | 0.2-0.8 | 0,15-0,51 TP3T-Mn |
| WE54 | 1.74 | No especificado | No especificado | No especificado | – | – | Y, RE, Zr |
| WE43 | 1.74 | No especificado | No especificado | No especificado | – | – | Y, RE, Zr |
Punto de fusión de diferentes aleaciones de magnesio.
| Aleación de magnesio | Rango de punto de fusión (°C) | Rango de punto de fusión (°F) |
|---|---|---|
| Magnesio puro | 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 |
| Electron 21 | 550 – 640 | 1022 – 1184 |
| ZK60A | 530 – 635 | 985 – 1175 |
¿Cuáles son las diferencias entre los comúnmente utilizados AZ91 y AM60B?
El AZ91 tiene más aluminio que el AM60B, lo que le otorga mayor resistencia pero menor ductilidad. Por su parte, el AZ91 contiene más zinc, lo que mejora la resistencia y la resistencia a la corrosión.
En aplicaciones reales, AM60B ofrece mejor ductilidad y absorción de energía, lo que lo hace adecuado para componentes críticos para la seguridad, mientras que AZ91 proporciona mayor resistencia y mejor resistencia a la corrosión, lo que lo hace ideal para componentes estructurales y carcasas.
¿Cuáles son las propiedades del magnesio fundido a presión?
Características mecánicas
Las aleaciones de magnesio fundidas a presión, como la AZ91D, son conocidas por sus extraordinarias propiedades mecánicas. Estas aleaciones no solo proporcionan una gran resistencia, sino que también mantienen un perfil liviano. Dureza y tolerancia Son otros aspectos que apreciará y que hacen que estas aleaciones sean adecuadas para aplicaciones exigentes.
La microestructura del metal es fina y contribuye a una mayor durabilidad. Las aleaciones de magnesio suelen ofrecer una buena combinación de Resistencia a la tracción y al límite elástico, lo que significa que pueden soportar bien la tensión sin fallar. Esta cualidad los hace ideales para aplicaciones estructurales.
Resistencia a la corrosión y acabado superficial
Las piezas fundidas a presión de magnesio son conocidas por su buena resistencia a la corrosión, algo fundamental en entornos en los que la humedad puede ser un problema. Además, el acabado de la superficie es otro aspecto en el que estas aleaciones destacan. La superficie lisa facilita la pintura o el recubrimiento, lo que le da flexibilidad en cuanto a las opciones de acabado.
Los tratamientos avanzados pueden mejorar aún más la resistencia a la corrosión y la longevidad. Estas propiedades hacen que las aleaciones de magnesio sean ideales para entornos exteriores o industriales donde las superficies están expuestas a condiciones adversas. Estas aleaciones ofrecen tanto funcionalidad como estética y son muy versátiles.
¿Cuál es el proceso de fundición a presión de magnesio?
La fundición a presión de magnesio implica métodos precisos que moldean el metal para convertirlo en piezas resistentes y duraderas. Dos procesos importantes son: Fundición a presión en cámara caliente y Fundición a presión de alta presiónCada método tiene sus propias fortalezas y usos dependiendo de la aplicación.
Fundición a presión en cámara caliente
La maquinaria y la configuración del molde de la fundición a presión en cámara caliente la convierten en una excelente opción para las aleaciones de magnesio. El proceso implica una cámara o "cuello de cisne" que se sumerge en el metal fundido. Un mecanismo de inyección presiona esta aleación fundida en la cavidad de la matriz. Esta configuración ayuda a lograr tiempos de ciclo rápidos, lo que la hace eficiente y adecuada para la producción de piezas pequeñas de fundición a presión.
Se utiliza en industrias que exigen componentes livianos y duraderos, como productos electrónicos de consumo o carcasas de motores pequeños. Este método se beneficia de su simplicidad operativa, aunque la exposición de la cámara de fusión puede provocar contaminación por metales.
Fundición a presión de alta presión
Fundición a presión de alta presión Se utiliza ampliamente en aplicaciones estructurales, especialmente cuando los componentes necesitan detalles precisos. Implica inyectar magnesio fundido bajo una presión considerable en moldes de acero robustos conocidos como matrices.
Esta técnica permite crear piezas con paredes delgadas y superficies lisas, ideales para sectores como el automovilístico y el aeroespacial. La alta presión utilizada garantiza que el metal llene rápidamente todo el molde, capturando diseños intrincados. Si bien es eficaz, los costos de equipo o maquinaria y la experiencia técnica necesaria son más altos en comparación con otros métodos.
Ventajas y desventajas de la fundición a presión de magnesio
Ventajas:
- 1. Extremadamente liviano: el magnesio es 75% más liviano que el acero y 33% más liviano que el aluminio.
- 2. Excelente relación resistencia-peso.
- 3. Tiempos de ciclo de producción rápidos debido a la rápida solidificación.
- 4. Capacidad para fundir paredes delgadas y detalles finos.
- 5. Buena estabilidad dimensional y precisión.
- 6. Excelente maquinabilidad.
- 7. Buena conductividad térmica y eléctrica.
- 8. Excelentes propiedades de amortiguación de vibraciones y ruido.
- 9. Buenas capacidades de protección EMI/RFI.
- 10. Material totalmente reciclable.
- 11. Mayor vida útil en comparación con la fundición a presión de aluminio.
Desventajas:
- 1. Mayor costo de la materia prima en comparación con el aluminio o el zinc.
- 2. Menor estabilidad/rigidez en comparación con las piezas de aluminio.
- 3. Requiere más procesamiento de posproducción.
- 4. Costes de producción generales más elevados en comparación con la fundición a presión de aluminio o zinc.
- 5. Más susceptible a la corrosión que otros metales, requiriendo medidas de protección.
- 6. Se requieren conocimientos y equipos especializados para obtener resultados óptimos.
- 7. Mayores costos iniciales de herramientas para matrices complejas.
¿Cuáles son las aplicaciones de la fundición a presión de magnesio?
Industrias automotriz y aeroespacial
En estas industrias, los materiales livianos son fundamentales para la eficiencia y el rendimiento. Fundición a presión piezas de magnesio Se prefieren porque pesan menos que el aluminio y el acero. Esto significa que los vehículos pueden recorrer mayores distancias y consumir menos combustible. Se utiliza en piezas como bloques de motor y cajas de cambios para reducir el peso total del vehículo.
El magnesio fundido a presión también desempeña un papel en el sector aeroespacial. Los aviones lo utilizan en componentes como los marcos de los asientos y las piezas estructurales, beneficiándose de la naturaleza liviana del metal sin sacrificar la durabilidad. Esto es vital para reducir el consumo de combustible.
Electrónica de consumo
En lo que respecta a los productos electrónicos de consumo, las aleaciones de magnesio son una opción robusta y ligera. Las computadoras portátiles y los teléfonos inteligentes suelen incorporar piezas fundidas a presión de magnesio en sus carcasas. Esto hace que los dispositivos sean duraderos y portátiles.
Estas aleaciones también proporcionan una calidad superior. Blindaje RFI, protegiendo los componentes electrónicos sensibles de las interferencias y mejorando el rendimiento. La combinación de la resistencia y el peso del magnesio lo convierte en la opción preferida de los fabricantes de productos electrónicos centrados en productos livianos y de alta calidad. Esto permite diseños elegantes que son a la vez resistentes y elegantes.
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son las ventajas de utilizar magnesio en la fundición a presión en comparación con otros metales?
El magnesio es uno de los metales estructurales más ligeros que existen. Ofrece una excelente relación resistencia-peso, por lo que es el material preferido en industrias como la automotriz y la aeroespacial. Además, el magnesio ofrece buena resistencia a la corrosión y disipación eficiente del calor.
¿En qué se diferencia el proceso de fundición de magnesio de otros métodos de fundición de metales?
A diferencia del aluminio o el zinc, el magnesio se puede fundir tanto en cámara caliente como en cámara fría. La elección depende de las necesidades de producción, como la velocidad y la complejidad. La inyección a alta presión y el enfriamiento rápido son pasos clave que garantizan precisión y exactitud.
¿Cuáles son las precauciones de seguridad necesarias al fundir magnesio?
El magnesio es inflamable, por lo que es fundamental adoptar medidas de seguridad adecuadas. Asegúrese de contar con un espacio de trabajo bien ventilado y equipo de seguridad contra incendios. Es fundamental utilizar equipo de protección, como guantes y gafas protectoras. También es importante controlar la temperatura con cuidado para evitar la ignición.
¿Cómo se comparan los procesos de fundición a presión de magnesio y aluminio?
Si bien ambos metales ofrecen excelentes cualidades de fundición, el magnesio suele ser el preferido para aplicaciones en las que la reducción de peso es crucial. El aluminio, por otro lado, puede elegirse por sus propiedades térmicas ligeramente mejores y para componentes que requieren alta resistencia a temperaturas elevadas.