Aliajele de magneziu sunt amestecuri de magneziu cu alte metale precum aluminiul, zincul și manganul. Aceste combinații oferă proprietăți diferite care se potrivesc nevoilor specifice. Magneziul, unul dintre cele mai ușoare metale structurale, face ca aceste aliaje să fie ideale pentru reducerea greutății produsului.
Aliajele de magneziu prezintă o bună rezistență la oboseală și la fluaj. Compoziția specifică a acestor aliaje este aleasă pentru a îmbunătăți anumite caracteristici, făcându-le versatile în proiectare și fabricație.
Avantajele aliajelor de magneziu
Cel mai semnificativ beneficiu este raportul ridicat rezistență-greutate. Aceasta înseamnă că sunt puternice, dar ușoare, ceea ce este ideal pentru industriile care au nevoie să reducă greutatea fără a compromite rezistența.
Aliajele de magneziu sunt, de asemenea, ușor prelucrate prin procesul de turnare sub presiune. Acest lucru permite crearea de piese complexe cu mare precizie. Capacitatea lor de a amortiza vibrațiile le face benefice în reducerea zgomotului și a uzurii pieselor mecanice. În plus, au proprietăți excelente de disipare a căldurii, care sunt potrivite pentru dispozitive electronice și alte aplicații.
Diferite proprietăți ale aliajului de magneziu și proprietățile lor
| Aliaj | Densitate (g/cm³) | Rezistența la tracțiune (MPa) | Limita de curgere (MPa) | Alungire (%) | Conținut Al (%) | Conținut de Zn (%) | Alte Elemente |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 (maximum) | 0,11 TP3T Mn (min) |
| AZ80 | 1.81 | Nu este specificat | Nu este specificat | Nu este specificat | 7.8-9.2 | 0.2-0.8 | 0,15-0,5% Mn |
| WE54 | 1.74 | Nu este specificat | Nu este specificat | Nu este specificat | – | – | Y, RE, Zr |
| WE43 | 1.74 | Nu este specificat | Nu este specificat | Nu este specificat | – | – | Y, RE, Zr |
Punctul de topire al diferitelor aliaje de magneziu
| Aliaj de magneziu | Intervalul punctului de topire (°C) | Intervalul punctului de topire (°F) |
|---|---|---|
| Magneziu pur | 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 |
| Elektron 21 | 550 – 640 | 1022 – 1184 |
| ZK60A | 530 – 635 | 985 – 1175 |
Care sunt diferențele dintre AZ91 și AM60B utilizate în mod obișnuit?
AZ91 are aluminiu mai mare în comparație cu AM60B, oferind AZ91 o rezistență mai mare, dar o ductilitate mai mică. Între timp, AZ91 conține mai mult zinc, ceea ce îmbunătățește rezistența și rezistența la coroziune.
În aplicații reale, AM60B oferă o ductilitate și o absorbție mai bună a energiei, făcându-l potrivit pentru componentele critice pentru siguranță, în timp ce AZ91 oferă o rezistență mai mare și o rezistență mai bună la coroziune, făcându-l ideal pentru componentele structurale și carcase.
Care sunt proprietățile magneziului turnat sub presiune?
Caracteristici mecanice
Aliajele de magneziu turnate sub presiune, cum ar fi AZ91D, sunt cunoscute pentru proprietățile lor mecanice remarcabile. Aceste aliaje nu numai că oferă o rezistență ridicată, ci și mențin un profil ușor. Duritate și toleranță sunt alte aspecte pe care le veți aprecia, făcând aceste aliaje potrivite pentru aplicații solicitante.
Microstructura metalului este fină și contribuie la o durabilitate sporită. Aliajele de magneziu oferă adesea o combinație bună de rezistență la tracțiune și curgere, ceea ce înseamnă că pot face față bine stresului fără a da greș. Această calitate le face grozave pentru aplicații structurale.
Rezistența la coroziune și finisarea suprafeței
Piesele turnate sub presiune din magneziu sunt cunoscute pentru o bună rezistență la coroziune. Acest lucru este crucial în mediile în care umiditatea ar putea fi o problemă. Mai mult, finisarea suprafeței este un alt domeniu în care aceste aliaje strălucesc. Suprafața netedă facilitează vopsirea sau acoperirea, oferindu-vă flexibilitate în opțiunile de finisare.
Tratamentele avansate pot îmbunătăți și mai mult rezistența la coroziune și longevitatea. Aceste proprietăți fac ca aliajele de magneziu să fie ideale pentru mediile exterioare sau industriale unde suprafețele sunt expuse la condiții dure. Oferind atât funcționalitate, cât și estetică, aceste aliaje sunt extrem de versatile.
Care este procesul de turnare sub presiune a magneziului?
Turnarea sub presiune a magneziului implică metode precise care modelează metalul în piese puternice și durabile. Două procese importante sunt Turnare sub presiune cu cameră fierbinte şi Turnare sub presiune la înaltă presiune. Fiecare metodă are propriile sale puncte forte și utilizări în funcție de aplicație.
Turnare sub presiune cu cameră fierbinte
Mașinile și configurația matriței de turnare sub presiune cu cameră fierbinte îl fac o alegere excelentă pentru aliajele de magneziu. Procesul implică o cameră, sau „gât de găină”, care este scufundată în metalul topit. Un mecanism de injecție presează acest aliaj topit în cavitatea matriței. Această configurație ajută la timpi de ciclu rapid, făcându-l eficient și potrivit pentru producția de piese turnate sub presiune mici.
Îl veți găsi folosit în industriile care solicită componente durabile și ușoare, cum ar fi electronicele de larg consum sau carcasele motoarelor mici. Această metodă beneficiază de simplitatea operațională, deși expunerea camerei de topire poate duce la contaminarea cu metale.
Turnare sub presiune la înaltă presiune
Turnare sub presiune la înaltă presiune este utilizat pe scară largă pentru aplicații structurale, în special atunci când componentele necesită detalii precise. Aceasta implică injectarea magneziului topit sub presiune substanțială în matrițe robuste din oțel cunoscute sub numele de matrițe.
Această tehnică permite crearea de piese cu pereți subțiri și suprafețe netede, ideale pentru sectoare precum industria auto și aerospațială. Presiunea ridicată folosită asigură că metalul umple rapid întreaga matriță, captând modele complicate. Deși sunt eficiente, costurile echipamentelor sau mașinilor și expertiza tehnică necesare sunt mai mari în comparație cu alte metode.
Avantajele și dezavantajele turnării sub presiune cu magneziu
Avantaje:
- 1. Extrem de ușor – Magneziul este cu 75% mai ușor decât oțelul și cu 33% mai ușor decât aluminiul.
- 2. Raport excelent rezistență-greutate.
- 3. Timpi rapidi ciclului de producție datorită solidificării rapide.
- 4. Abilitatea de a turna pereți subțiri și detalii fine.
- 5. Stabilitate dimensională bună și precizie.
- 6. Prelucrabilitate excelentă.
- 7. Conductivitate termică și electrică bună.
- 8. Proprietăți excelente de amortizare a vibrațiilor și a zgomotului.
- 9. Capabilitati bune de ecranare EMI/RFI.
- 10. Material complet reciclabil.
- 11. Durată de viață mai lungă a matriței în comparație cu turnarea sub presiune a aluminiului.
Dezavantaje:
- 1. Costul materiilor prime mai mare în comparație cu aluminiul sau zincul.
- 2. Stabilitate/rigiditate mai scăzută în comparație cu piesele din aluminiu.
- 3. Necesită mai multă procesare post-producție.
- 4. Costuri totale de producție mai mari în comparație cu turnarea sub presiune a aluminiului sau zincului.
- 5. Mai susceptibil la coroziune decât alte metale, necesitând măsuri de protecție.
- 6. Sunt necesare cunoștințe și echipamente specializate pentru rezultate optime.
- 7. Costuri mai mari de scule inițiale pentru matrițe complexe.
Care sunt aplicațiile turnării sub presiune a magneziului
Industriile auto și aerospațiale
În aceste industrii, materialele ușoare sunt esențiale pentru eficiență și performanță. Turnare sub presiune piese de magneziu sunt favorizate deoarece cântăresc mai puțin decât aluminiul și oțelul. Aceasta înseamnă că vehiculele pot merge mai departe și pot folosi mai puțin combustibil. Este folosit în părți precum blocurile motoare și cutiile de viteze pentru a reduce greutatea totală a vehiculului.
Magneziul turnat sub presiune joacă, de asemenea, un rol în sectorul aerospațial. Avioanele îl folosesc în componente precum cadrele scaunelor și părțile structurale, beneficiind de natura ușoară a metalului fără a sacrifica durabilitatea. Acest lucru este vital pentru reducerea consumului de combustibil.
Electronice de larg consum
Când vine vorba de electronice de larg consum, aliajele de magneziu servesc ca o opțiune robustă și ușoară. Laptopurile și smartphone-urile încorporează adesea piese turnate sub presiune de magneziu în carcasele lor. Acest lucru păstrează dispozitivele atât durabile, cât și portabile.
Aceste aliaje oferă de asemenea superioare Ecranarea RFI, protejând electronicele sensibile de interferențe, îmbunătățind în același timp performanța. Combinația dintre rezistența și greutatea magneziului îl face o alegere de preferat pentru producătorii de electronice axați pe produse de înaltă calitate și ușoare. Acest lucru permite modele elegante, care sunt atât puternice, cât și stilate.
Întrebări frecvente
Care sunt avantajele utilizării magneziului în turnarea sub presiune în comparație cu alte metale?
Magneziul este unul dintre cele mai ușoare metale structurale disponibile. Oferă un raport excelent rezistență-greutate, motiv pentru care este favorizat în industrii precum auto și aerospațial. În plus, magneziul oferă o bună rezistență la coroziune și o disipare eficientă a căldurii.
Cum diferă procesul de turnare a magneziului de alte metode de turnare a metalului?
Spre deosebire de aluminiu sau zinc, magneziul poate fi turnat folosind atât metode cu cameră caldă, cât și cu cameră rece. Alegerea depinde de nevoile de producție precum viteza și complexitatea. Injecția de înaltă presiune și răcirea rapidă sunt pași cheie, asigurând acuratețe și precizie.
Care sunt măsurile de siguranță necesare la turnarea magneziului?
Magneziul este inflamabil, așa că măsurile de siguranță adecvate sunt cruciale. Asigurați-vă că aveți un spațiu de lucru bine ventilat și echipament de protecție împotriva incendiilor. Echipamentul de protecție precum mănușile și ochelarii de protecție este esențial. De asemenea, este important să gestionați cu atenție temperatura pentru a evita aprinderea.
Cum se compară procesele de turnare sub presiune a magneziului și a aluminiului?
În timp ce ambele metale oferă calități excelente de turnare, magneziul este în general preferat pentru aplicațiile în care reducerea greutății este crucială. Pe de altă parte, aluminiul poate fi ales pentru proprietățile sale termice puțin mai bune și pentru componentele care necesită rezistență ridicată la temperaturi ridicate.