Zliatiny horčíka sú zmesi horčíka s inými kovmi, ako je hliník, zinok a mangán. Tieto kombinácie ponúkajú rôzne vlastnosti, ktoré vyhovujú špecifickým potrebám. Horčík, jeden z najľahších konštrukčných kovov, robí tieto zliatiny ideálnymi na zníženie hmotnosti produktu.
Zliatiny horčíka vykazujú dobrú odolnosť proti únave a tečeniu. Špecifické zloženie týchto zliatin je zvolené na zlepšenie určitých vlastností, vďaka čomu sú všestranné v dizajne a výrobe.
Výhody horčíkových zliatin
Najvýznamnejšou výhodou je vysoký pomer pevnosti a hmotnosti. To znamená, že sú pevné a zároveň ľahké, čo je ideálne pre odvetvia, ktoré potrebujú znížiť hmotnosť bez kompromisov v oblasti pevnosti.
Zliatiny horčíka sa tiež ľahko spracovávajú procesom tlakového liatia. To umožňuje vytvárať zložité diely s vysokou presnosťou. Vďaka svojej schopnosti tlmiť vibrácie sú prospešné pri znižovaní hluku a opotrebovania mechanických častí. Okrem toho majú vynikajúce vlastnosti odvádzania tepla, ktoré sú vhodné pre elektronické zariadenia a iné aplikácie.
Rôzne vlastnosti horčíkových zliatin a ich vlastnosti
| Zliatina | Hustota (g/cm³) | Pevnosť v ťahu (MPa) | Medza klzu (MPa) | Predĺženie (%) | Obsah Al (%) | Obsah Zn (%) | Ostatné prvky |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 | 0,351 TP3T Mn |
| AM50 | 1.77 | 180-230 | 110-130 | 5-15 | 4.5-5.5 | 0.1 | 0,351 TP3T Mn |
| AM20 | 1.75 | 150-220 | 80-100 | 8-18 | 1.6-2.6 | 0,2 (max.) | 0,11 TP3T Mn (min) |
| AZ80 | 1.81 | Neuvedené | Neuvedené | Neuvedené | 7.8-9.2 | 0.2-0.8 | 0,15-0,5% Mn |
| WE54 | 1.74 | Neuvedené | Neuvedené | Neuvedené | – | – | Y, RE, Zr |
| WE43 | 1.74 | Neuvedené | Neuvedené | Neuvedené | – | – | Y, RE, Zr |
Teplota topenia rôznych horčíkových zliatin
| Zliatina horčíka | Rozsah teploty topenia (°C) | Rozsah teploty topenia (°F) |
|---|---|---|
| Čistý horčík | 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 |
| Elektrón 21 | 550 – 640 | 1022 – 1184 |
| ZK60A | 530 – 635 | 985 – 1175 |
Aké sú rozdiely medzi bežne používanými AZ91 a AM60B?
AZ91 má vyšší hliník v porovnaní s AM60B, čo dáva AZ91 vyššiu pevnosť, ale nižšiu ťažnosť. Medzitým AZ91 obsahuje viac zinku, ktorý zlepšuje pevnosť a odolnosť proti korózii.
V reálnej aplikácii ponúka AM60B lepšiu ťažnosť a absorpciu energie, vďaka čomu je vhodný pre komponenty kritické z hľadiska bezpečnosti, zatiaľ čo AZ91 poskytuje vyššiu pevnosť a lepšiu odolnosť proti korózii, vďaka čomu je ideálny pre konštrukčné komponenty a kryty.
Aké sú vlastnosti liateho horčíka？
Mechanické vlastnosti
Zliatiny horčíka odlievané pod tlakom, ako napríklad AZ91D, sú známe svojimi pozoruhodnými mechanickými vlastnosťami. Tieto zliatiny poskytujú nielen vysokú pevnosť, ale tiež zachovávajú ľahký profil. Húževnatosť a tolerancia sú ďalšie aspekty, ktoré oceníte, vďaka čomu sú tieto zliatiny vhodné pre náročné aplikácie.
Mikroštruktúra kovu je jemná a prispieva k zvýšenej odolnosti. Zliatiny horčíka často poskytujú dobrú kombináciu pevnosť v ťahu a medza klzu, čo znamená, že zvládajú stres dobre bez zlyhania. Táto kvalita ich robí skvelými pre konštrukčné aplikácie.
Odolnosť proti korózii a povrchová úprava
Diely odliate z horčíka sú známe svojou dobrou odolnosťou proti korózii. To je dôležité v prostrediach, kde by vlhkosť mohla byť problémom. Okrem toho je povrchová úprava ďalšou oblasťou, kde tieto zliatiny žiaria. Hladký povrch uľahčuje maľovanie alebo natieranie a poskytuje vám flexibilitu v možnostiach dokončovania.
Pokročilé úpravy môžu ďalej zlepšiť odolnosť proti korózii a dlhú životnosť. Vďaka týmto vlastnostiam sú horčíkové zliatiny ideálne pre vonkajšie alebo priemyselné prostredie, kde sú povrchy vystavené náročným podmienkam. Tieto zliatiny ponúkajú funkciu aj estetiku a sú veľmi univerzálne.
Aký je proces tlakového odlievania horčíka?
Odlievanie horčíka pod tlakom zahŕňa presné metódy, ktoré tvarujú kov do pevných a odolných častí. Dôležité sú dva procesy Tlakové liatie v horúcej komore a Vysokotlakové odlievanie. Každá metóda má svoje silné stránky a využitie v závislosti od aplikácie.
Tlakové liatie v horúcej komore
Strojové vybavenie a nastavenie foriem z tlakového liatia s horúcou komorou z neho robí skvelú voľbu pre zliatiny horčíka. Proces zahŕňa komoru alebo „husí krk“, ktorý je ponorený do roztaveného kovu. Vstrekovací mechanizmus vtlačí túto roztavenú zliatinu do dutiny formy. Toto nastavenie pomáha s rýchlymi časmi cyklov, vďaka čomu je efektívne a vhodné na výrobu malých tlakovo liatych dielov.
Nájdete ho v odvetviach vyžadujúcich odolné a ľahké komponenty, ako je spotrebná elektronika alebo malé kryty motorov. Táto metóda ťaží zo svojej prevádzkovej jednoduchosti, aj keď vystavenie taviacej komore môže viesť ku kontaminácii kovov.
Vysokotlakové odlievanie
Vysokotlakové odlievanie je široko používaný pre konštrukčné aplikácie, najmä keď komponenty vyžadujú presné detaily. Zahŕňa vstrekovanie roztaveného horčíka pod značným tlakom do robustných oceľových foriem známych ako matrice.
Táto technika umožňuje vytváranie dielov s tenkými stenami a hladkými povrchmi, čo je ideálne pre odvetvia ako automobilový a letecký priemysel. Použitý vysoký tlak zaisťuje, že kov rýchlo vyplní celú formu a zachytí zložité vzory. Náklady na vybavenie alebo stroje a potrebné technické znalosti sú síce účinné, ale v porovnaní s inými metódami sú vyššie.
Výhody a nevýhody liatia horčíkom pod tlakom
Výhody:
- 1. Extrémne ľahký – horčík je o 75% ľahší ako oceľ a o 33% ľahší ako hliník.
- 2. Vynikajúci pomer pevnosti a hmotnosti.
- 3. Rýchle časy výrobného cyklu vďaka rýchlemu tuhnutiu.
- 4. Schopnosť odlievať tenké steny a jemné detaily.
- 5. Dobrá rozmerová stabilita a presnosť.
- 6. Výborná opracovateľnosť.
- 7. Dobrá tepelná a elektrická vodivosť.
- 8. Vynikajúce vlastnosti tlmenia vibrácií a hluku.
- 9. Dobré tienenie EMI/RFI.
- 10. Plne recyklovateľný materiál.
- 11. Dlhšia životnosť formy v porovnaní s hliníkovým odlievaním.
Nevýhody:
- 1. Vyššie náklady na suroviny v porovnaní s hliníkom alebo zinkom.
- 2. Nižšia stabilita/tuhosť v porovnaní s hliníkovými časťami.
- 3. Vyžaduje viac postprodukčného spracovania.
- 4. Vyššie celkové výrobné náklady v porovnaní s hliníkovým alebo zinkovým tlakovým liatím.
- 5. Náchylnejšie na koróziu ako niektoré iné kovy, vyžadujúce ochranné opatrenia.
- 6. Na dosiahnutie optimálnych výsledkov sú potrebné špecializované znalosti a vybavenie.
- 7. Vyššie počiatočné náklady na nástroje pre zložité matrice.
Aké sú aplikácie tlakového liatia horčíka
Automobilový a letecký priemysel
V týchto odvetviach sú ľahké materiály rozhodujúce pre efektívnosť a výkon. Odlievanie pod tlakom horčíkové časti sú obľúbené, pretože vážia menej ako hliník a oceľ. To znamená, že vozidlá môžu ísť ďalej a spotrebovať menej paliva. Používa sa v častiach, ako sú bloky motorov a prevodovky na zníženie celkovej hmotnosti vozidla.
Tlakovo odlievaný horčík zohráva úlohu aj v leteckom sektore. Lietadlá ho používajú v komponentoch, ako sú rámy sedadiel a konštrukčné časti, pričom ťažia z ľahkého charakteru kovu bez obetovania odolnosti. To je dôležité pri znižovaní spotreby paliva.
Spotrebná elektronika
Pokiaľ ide o spotrebnú elektroniku, horčíkové zliatiny slúžia ako robustná a ľahká možnosť. Notebooky a smartfóny často obsahujú horčíkové tlakové odliatky. Vďaka tomu sú zariadenia odolné a prenosné.
Tieto zliatiny tiež poskytujú vynikajúce RFI tieneniechráni citlivú elektroniku pred rušením a zároveň zlepšuje výkon. Kombinácia pevnosti a hmotnosti horčíka z neho robí ideálnu voľbu pre výrobcov elektroniky, ktorí sa zameriavajú na vysokokvalitné a ľahké produkty. To umožňuje elegantný dizajn, ktorý je silný a zároveň štýlový.
Často kladené otázky
Aké sú výhody použitia horčíka pri tlakovom liatí v porovnaní s inými kovmi?
Horčík je jedným z najľahších dostupných konštrukčných kovov. Poskytuje vynikajúci pomer pevnosti a hmotnosti, a preto je obľúbený v odvetviach ako automobilový a letecký priemysel. Okrem toho horčík ponúka dobrú odolnosť proti korózii a účinný odvod tepla.
Ako sa proces odlievania horčíka líši od iných metód odlievania kovov?
Na rozdiel od hliníka alebo zinku je možné horčík odlievať metódou horúcej aj studenej komory. Výber závisí od potrieb výroby, ako je rýchlosť a zložitosť. Vysokotlakové vstrekovanie a rýchle chladenie sú kľúčovými krokmi, ktoré zabezpečujú presnosť a presnosť.
Aké bezpečnostné opatrenia sú potrebné pri odlievaní horčíka?
Horčík je horľavý, preto sú dôležité správne bezpečnostné opatrenia. Uistite sa, že máte dobre vetraný pracovný priestor a protipožiarne vybavenie. Nevyhnutné sú ochranné pomôcky ako rukavice a okuliare. Je tiež dôležité starostlivo riadiť teplotu, aby sa zabránilo vznieteniu.
Ako sa porovnávajú procesy tlakového odlievania horčíka a hliníka?
Zatiaľ čo oba kovy ponúkajú vynikajúce odlievacie vlastnosti, horčík je vo všeobecnosti preferovaný pre aplikácie, kde je rozhodujúce zníženie hmotnosti. Hliník by sa na druhej strane mohol zvoliť pre jeho mierne lepšie tepelné vlastnosti a pre komponenty vyžadujúce vysokú pevnosť pri zvýšených teplotách.