Συνηθισμένες κλάσεις και ταξινομήσεις των χυμάτων από κράματα μαγνησίου
Τα χύτευμα κράματος μαγνησίου μπορούν να χωριστούν σε σειρά Mg-Al-Zn (σειρά AZ), σειρά Mg-Al-Mn (σειρά AM), σειρά Mg-Zn-Ca (σειρά ZC), σειρά Mg-Re-Zr (σύνθετα μαγνησίου σπάνιων γαιών,όπως η σειρά WE) σύμφωνα με το σύστημα στοιχείων κράματοςΟι ακόλουθες είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες ποιότητες και τα χαρακτηριστικά της απόδοσής τους στον κλάδο:
1. σειρά Mg-Al-Zn (σειρά AZ)
Χαρακτηριστικά: Περιέχειαλουμίνιο (Al) και ψευδάργυρο (Zn)Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή υδραυλικών συστατικών, εξαιρετικές επιδόσεις χύτευσης, ισορροπημένη αντοχή και αντοχή στη διάβρωση και είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο σύστημα χύτευσης κράματος μαγνησίου.
1. AZ91D
Σύνθεση: Al 8,5~9,5%, Zn 0,45~0,9%, Mn ≥0,17%, και το υπόλοιπο είναι Mg.
Χαρακτηριστικά απόδοσης:
Υψηλή αντοχή: η αντοχή σε έλξη μπορεί να φτάσει τα 200 ~ 220 MPa, η αντοχή απόδοσης είναι περίπου 100 MPa, κατάλληλη για δομικά μέρη με μεσαία φορτία.
Καλή αντοχή στη διάβρωση: Λόγω της υψηλής περιεκτικότητας σε άλαιο, σχηματίζεται εύκολα ένα πυκνό φιλμ οξειδίου Al2O3 στην επιφάνεια και η αντοχή στο αλατιστικό ψεκασμό είναι καλύτερη από το καθαρό μαγνήσιο (περίπου 100~200 ώρες),αλλά απαιτείται ακόμη επεξεργασία επιφάνειας για τη βελτίωση της προστασίας.
Επεξεργασιμότητα χύτευσης: Εξαιρετική ρευστότητα, κατάλληλη για σύνθετα μέρη λεπτών τοιχωμάτων (ελάχιστο πάχος τοίχου μπορεί να είναι έως 1,5 mm), ευρέως χρησιμοποιείται στην χύτευση άμμου,Χύτευση μεταλλικών καλούπιων και χύτευση με πετσέτα υψηλής πίεσης.
Τυπικές εφαρμογές: θήκη κιβωτίου ταχυτήτων αυτοκινήτων, στήριγμα στήλης διεύθυνσης, κύλινδρο κινητήρα μοτοσυκλέτας, θήκη ηλεκτρικού εργαλείου.
2. AZ31B
Σύνθεση: Al 2,5 έως 3,5%, Zn 0,6 έως 1,4%, Mn ≥ 0,2%, ισορροπία Mg.
Χαρακτηριστικά απόδοσης:
Μέση αντοχή: αντοχή σε έλξη περίπου 170 MPa, καλή πλαστικότητα (επεκτάσεις 8~12%), κατάλληλη για μέρη που απαιτούν μια ορισμένη αντοχή.
Εξαιρετική συγκόλληση: μπορεί να συνδεθεί με συγκόλληση TIG και MIG, συχνά χρησιμοποιείται για δομικά μέρη που απαιτούν μεταπεξεργασία ή συναρμολόγηση.
Αδύναμη αντοχή στη διάβρωση: Η περιεκτικότητα σε άλαιο είναι χαμηλή και απαιτείται επεξεργασία της επιφάνειας (όπως η προστασία από ανωτισμό).
Τυπικές εφαρμογές: πλαίσια ποδηλάτων, πλαίσια μεσαίων προϊόντων 3C, στηρίγματα ιατρικών συσκευών.
2. σειρά Mg-Al-Mn (σειρά AM)
Χαρακτηριστικά: Περιέχει αλουμίνιο (Al) και μαγγάνιο (Mn), χωρίς στοιχείο Zn, καλύτερη αντοχή στη διάβρωση και συγκολλητικότητα από την σειρά AZ, υψηλότερη πλαστικότητα.
1. AM60B
Σύνθεση: Al 5,6 έως 6,4%, Mn ≥ 0,28%, ισορροπία Mg (χωρίς Zn).
Χαρακτηριστικά απόδοσης:
Υψηλή αντοχή σε σπασμούς: η επιμήκυνση μπορεί να φθάσει το 8~10%, η αντοχή σε έλξη είναι περίπου 180 MPa, η αντοχή στην απόδοση είναι περίπου 85 MPa, κατάλληλη για σκηνές με δυναμικά φορτία ή επιπτώσεις.
Εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση: Επειδή το Mn σχηματίζει ενώσεις υψηλού σημείου τήξης (όπως το MnFe2Al8) με ακαθαρσίες όπως το Fe και το Ni, η τάση διασωματικής διάβρωσης μειώνεται,και η αντοχή στο αλατιστοξείδιο είναι περίπου 30% υψηλότερη από αυτή του AZ91D (περίπου 150~250 ώρες).
Δυνατότητα επεξεργασίας χύτευσης: Η ρευστότητα είναι ελαφρώς χαμηλότερη από εκείνη του AZ91D, αλλά η τάση καυτής ρωγμάτωσης είναι μικρή.Δεν συνιστάται το χύτεμα με πελεκτό υψηλής πίεσης (είναι εύκολο να κολλήσει στο καλούπι).
Τυπικές εφαρμογές: τροχούς αυτοκινήτων, περιβλήματα αερόσακων, δεσμοί σκι και εσωτερικά αεροδιαστημικών χώρων.
2. AM50A
Σύνθεση: Al 4,5 έως 5,3%, Mn ≥ 0,28%, και το υπόλοιπο είναι Mg.
Χαρακτηριστικά απόδοσης:
Χαμηλότερη περιεκτικότητα σε αλ: Η πλαστικότητα βελτιώνεται περαιτέρω (η επιμήκυνση μπορεί να φτάσει το 12%), αλλά η αντοχή μειώνεται ελαφρώς (η αντοχή σε έλξη είναι περίπου 160 MPa).
Εξαιρετική συγκόλληση και αντοχή στη διάβρωση: κατάλληλο για σκηνές που απαιτούν συχνή συγκόλληση ή επαφή με διαβρωτικά μέσα (όπως υλικά μπάνιου, αξεσουάρ ναυτικού εξοπλισμού).
Τυπικές εφαρμογές: συγκόλλητα δομικά μέρη, ανθεκτικά στην διάβρωση τμήματα βαλβίδων.
3Άλλα συνηθισμένα είδη κράματος
1Σύστημα Mg-Zn-Ca (ZC63)
Σύνθεση: Zn 5,5 έως 6,5%, Ca 2,5 έως 3,5%, ισορροπία Mg.
Χαρακτηριστικά απόδοσης:
Εξαιρετικές επιδόσεις σε υψηλές θερμοκρασίες: Το ποσοστό διατήρησης της αντοχής σε έμφαση σε 150 ~ 200 °C είναι άνω του 70%, το οποίο είναι καλύτερο από τη σειρά AZ / AM.
Βιοσυμβατότητα: Το στοιχείο Ca του δίνει αποδοτικές ιδιότητες και χρησιμοποιείται στον ιατρικό τομέα (όπως απορροφήσιμα οστικά νύχια).
Τυπικές εφαρμογές: θερμοανθεκτικά εξαρτήματα κινητήρων, βιοϊατρικά εμφυτεύματα.
2. κράμα μαγνησίου σπάνιων γαιών (WE43, WE54)
Σύνθεση: Περιέχει στοιχεία σπάνιων γαιών (όπως Y, Nd) και Zr, όπως WE43 περιέχει Y 2,9 ~ 3,5%, Nd 0,4 ~ 1,0%, Zr 0,4 ~ 1,0%.
Χαρακτηριστικά απόδοσης:
Υπερ-υψηλή αντοχή στη θερμότητα: Η αντοχή στη τράβηξη μπορεί να φτάσει τα 180 MPa στους 250 °C και έχει εξαιρετική αντοχή στην οξείδωση και χρησιμοποιείται για εξαρτήματα αεροδιαστημικών κινητήρων.
Δυνατή αντοχή στην έλξη: Δεν είναι εύκολο να παραμορφωθεί υπό υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση και είναι κατάλληλο για θήκους τουρμποσυμπιεστή και διαμερίσματα πυραύλων.
Τυπικές εφαρμογές: περιβλήματα κινητήρων αεροσκαφών, δομικά μέρη διαστημικών σκαφών.
Λογική επιλογής:
Εάν απαιτείται υψηλή αντοχή + υψηλή ακρίβεια χύτευσης (όπως σύνθετα μέρη λεπτών τοιχωμάτων), επιλέξτε AZ91D,αλλά απαιτείται αντίστοιχη επεξεργασία επιφάνειας (όπως ηλεκτροπληγήση ή οξείδωση μικρού τόξου) για τη βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση.
Εάν χρειάζεστε αντοχή σε κρούσεις + αντοχή στη διάβρωση + συγκόλληση (όπως δυναμικά φορτία ή μέρη που πρέπει να επεξεργαστούν αργότερα), επιλέξτε AM60B,που είναι κατάλληλο για μεσαία και μεγάλα τμήματα χύτευσης άμμου.
Σύνοψη
Η επιλογή των βαθμών χύτευσης κράματος μαγνησίου θα πρέπει να επικεντρώνεται στις πέντε βασικές διαστάσεις της αντοχής, της αντοχής, της αντοχής στη διάβρωση, της θερμοκρασίας λειτουργίας και της διαδικασίας χύτευσης.ΑZ91Dκαι AM60B, ως οι πιο διαδεδομένες εμπορικές ποιότητες, κυριαρχούν στα σενάρια "υψηλής αντοχής χύτευσης" και "υψηλής αντοχής στη διάβρωση", αντίστοιχα, ενώ οι σπάνιες γηςκράματα μαγνησίου, η σειρά Zn-Ca κλπ. διαδραματίζουν αναντικατάστατο ρόλο σε ειδικούς τομείς (όπως υψηλή θερμοκρασία και ιατρική θεραπεία).Με την άνοδο της ζήτησης για ελαφριά οχήματα σε βιομηχανίες όπως τα οχήματα νέας ενέργειας και η αεροδιαστημική βιομηχανία, τα χύτευμα από κράματα μαγνησίου υψηλών επιδόσεων και τα συστήματα κράματός τους θα συνεχίσουν να επαναλαμβάνονται και να αναβαθμίζονται.
Συνηθισμένες κλάσεις και ταξινομήσεις των χυμάτων από κράματα μαγνησίου
Τα χύτευμα κράματος μαγνησίου μπορούν να χωριστούν σε σειρά Mg-Al-Zn (σειρά AZ), σειρά Mg-Al-Mn (σειρά AM), σειρά Mg-Zn-Ca (σειρά ZC), σειρά Mg-Re-Zr (σύνθετα μαγνησίου σπάνιων γαιών,όπως η σειρά WE) σύμφωνα με το σύστημα στοιχείων κράματοςΟι ακόλουθες είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες ποιότητες και τα χαρακτηριστικά της απόδοσής τους στον κλάδο:
1. σειρά Mg-Al-Zn (σειρά AZ)
Χαρακτηριστικά: Περιέχειαλουμίνιο (Al) και ψευδάργυρο (Zn)Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή υδραυλικών συστατικών, εξαιρετικές επιδόσεις χύτευσης, ισορροπημένη αντοχή και αντοχή στη διάβρωση και είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο σύστημα χύτευσης κράματος μαγνησίου.
1. AZ91D
Σύνθεση: Al 8,5~9,5%, Zn 0,45~0,9%, Mn ≥0,17%, και το υπόλοιπο είναι Mg.
Χαρακτηριστικά απόδοσης:
Υψηλή αντοχή: η αντοχή σε έλξη μπορεί να φτάσει τα 200 ~ 220 MPa, η αντοχή απόδοσης είναι περίπου 100 MPa, κατάλληλη για δομικά μέρη με μεσαία φορτία.
Καλή αντοχή στη διάβρωση: Λόγω της υψηλής περιεκτικότητας σε άλαιο, σχηματίζεται εύκολα ένα πυκνό φιλμ οξειδίου Al2O3 στην επιφάνεια και η αντοχή στο αλατιστικό ψεκασμό είναι καλύτερη από το καθαρό μαγνήσιο (περίπου 100~200 ώρες),αλλά απαιτείται ακόμη επεξεργασία επιφάνειας για τη βελτίωση της προστασίας.
Επεξεργασιμότητα χύτευσης: Εξαιρετική ρευστότητα, κατάλληλη για σύνθετα μέρη λεπτών τοιχωμάτων (ελάχιστο πάχος τοίχου μπορεί να είναι έως 1,5 mm), ευρέως χρησιμοποιείται στην χύτευση άμμου,Χύτευση μεταλλικών καλούπιων και χύτευση με πετσέτα υψηλής πίεσης.
Τυπικές εφαρμογές: θήκη κιβωτίου ταχυτήτων αυτοκινήτων, στήριγμα στήλης διεύθυνσης, κύλινδρο κινητήρα μοτοσυκλέτας, θήκη ηλεκτρικού εργαλείου.
2. AZ31B
Σύνθεση: Al 2,5 έως 3,5%, Zn 0,6 έως 1,4%, Mn ≥ 0,2%, ισορροπία Mg.
Χαρακτηριστικά απόδοσης:
Μέση αντοχή: αντοχή σε έλξη περίπου 170 MPa, καλή πλαστικότητα (επεκτάσεις 8~12%), κατάλληλη για μέρη που απαιτούν μια ορισμένη αντοχή.
Εξαιρετική συγκόλληση: μπορεί να συνδεθεί με συγκόλληση TIG και MIG, συχνά χρησιμοποιείται για δομικά μέρη που απαιτούν μεταπεξεργασία ή συναρμολόγηση.
Αδύναμη αντοχή στη διάβρωση: Η περιεκτικότητα σε άλαιο είναι χαμηλή και απαιτείται επεξεργασία της επιφάνειας (όπως η προστασία από ανωτισμό).
Τυπικές εφαρμογές: πλαίσια ποδηλάτων, πλαίσια μεσαίων προϊόντων 3C, στηρίγματα ιατρικών συσκευών.
2. σειρά Mg-Al-Mn (σειρά AM)
Χαρακτηριστικά: Περιέχει αλουμίνιο (Al) και μαγγάνιο (Mn), χωρίς στοιχείο Zn, καλύτερη αντοχή στη διάβρωση και συγκολλητικότητα από την σειρά AZ, υψηλότερη πλαστικότητα.
1. AM60B
Σύνθεση: Al 5,6 έως 6,4%, Mn ≥ 0,28%, ισορροπία Mg (χωρίς Zn).
Χαρακτηριστικά απόδοσης:
Υψηλή αντοχή σε σπασμούς: η επιμήκυνση μπορεί να φθάσει το 8~10%, η αντοχή σε έλξη είναι περίπου 180 MPa, η αντοχή στην απόδοση είναι περίπου 85 MPa, κατάλληλη για σκηνές με δυναμικά φορτία ή επιπτώσεις.
Εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση: Επειδή το Mn σχηματίζει ενώσεις υψηλού σημείου τήξης (όπως το MnFe2Al8) με ακαθαρσίες όπως το Fe και το Ni, η τάση διασωματικής διάβρωσης μειώνεται,και η αντοχή στο αλατιστοξείδιο είναι περίπου 30% υψηλότερη από αυτή του AZ91D (περίπου 150~250 ώρες).
Δυνατότητα επεξεργασίας χύτευσης: Η ρευστότητα είναι ελαφρώς χαμηλότερη από εκείνη του AZ91D, αλλά η τάση καυτής ρωγμάτωσης είναι μικρή.Δεν συνιστάται το χύτεμα με πελεκτό υψηλής πίεσης (είναι εύκολο να κολλήσει στο καλούπι).
Τυπικές εφαρμογές: τροχούς αυτοκινήτων, περιβλήματα αερόσακων, δεσμοί σκι και εσωτερικά αεροδιαστημικών χώρων.
2. AM50A
Σύνθεση: Al 4,5 έως 5,3%, Mn ≥ 0,28%, και το υπόλοιπο είναι Mg.
Χαρακτηριστικά απόδοσης:
Χαμηλότερη περιεκτικότητα σε αλ: Η πλαστικότητα βελτιώνεται περαιτέρω (η επιμήκυνση μπορεί να φτάσει το 12%), αλλά η αντοχή μειώνεται ελαφρώς (η αντοχή σε έλξη είναι περίπου 160 MPa).
Εξαιρετική συγκόλληση και αντοχή στη διάβρωση: κατάλληλο για σκηνές που απαιτούν συχνή συγκόλληση ή επαφή με διαβρωτικά μέσα (όπως υλικά μπάνιου, αξεσουάρ ναυτικού εξοπλισμού).
Τυπικές εφαρμογές: συγκόλλητα δομικά μέρη, ανθεκτικά στην διάβρωση τμήματα βαλβίδων.
3Άλλα συνηθισμένα είδη κράματος
1Σύστημα Mg-Zn-Ca (ZC63)
Σύνθεση: Zn 5,5 έως 6,5%, Ca 2,5 έως 3,5%, ισορροπία Mg.
Χαρακτηριστικά απόδοσης:
Εξαιρετικές επιδόσεις σε υψηλές θερμοκρασίες: Το ποσοστό διατήρησης της αντοχής σε έμφαση σε 150 ~ 200 °C είναι άνω του 70%, το οποίο είναι καλύτερο από τη σειρά AZ / AM.
Βιοσυμβατότητα: Το στοιχείο Ca του δίνει αποδοτικές ιδιότητες και χρησιμοποιείται στον ιατρικό τομέα (όπως απορροφήσιμα οστικά νύχια).
Τυπικές εφαρμογές: θερμοανθεκτικά εξαρτήματα κινητήρων, βιοϊατρικά εμφυτεύματα.
2. κράμα μαγνησίου σπάνιων γαιών (WE43, WE54)
Σύνθεση: Περιέχει στοιχεία σπάνιων γαιών (όπως Y, Nd) και Zr, όπως WE43 περιέχει Y 2,9 ~ 3,5%, Nd 0,4 ~ 1,0%, Zr 0,4 ~ 1,0%.
Χαρακτηριστικά απόδοσης:
Υπερ-υψηλή αντοχή στη θερμότητα: Η αντοχή στη τράβηξη μπορεί να φτάσει τα 180 MPa στους 250 °C και έχει εξαιρετική αντοχή στην οξείδωση και χρησιμοποιείται για εξαρτήματα αεροδιαστημικών κινητήρων.
Δυνατή αντοχή στην έλξη: Δεν είναι εύκολο να παραμορφωθεί υπό υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση και είναι κατάλληλο για θήκους τουρμποσυμπιεστή και διαμερίσματα πυραύλων.
Τυπικές εφαρμογές: περιβλήματα κινητήρων αεροσκαφών, δομικά μέρη διαστημικών σκαφών.
Λογική επιλογής:
Εάν απαιτείται υψηλή αντοχή + υψηλή ακρίβεια χύτευσης (όπως σύνθετα μέρη λεπτών τοιχωμάτων), επιλέξτε AZ91D,αλλά απαιτείται αντίστοιχη επεξεργασία επιφάνειας (όπως ηλεκτροπληγήση ή οξείδωση μικρού τόξου) για τη βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση.
Εάν χρειάζεστε αντοχή σε κρούσεις + αντοχή στη διάβρωση + συγκόλληση (όπως δυναμικά φορτία ή μέρη που πρέπει να επεξεργαστούν αργότερα), επιλέξτε AM60B,που είναι κατάλληλο για μεσαία και μεγάλα τμήματα χύτευσης άμμου.
Σύνοψη
Η επιλογή των βαθμών χύτευσης κράματος μαγνησίου θα πρέπει να επικεντρώνεται στις πέντε βασικές διαστάσεις της αντοχής, της αντοχής, της αντοχής στη διάβρωση, της θερμοκρασίας λειτουργίας και της διαδικασίας χύτευσης.ΑZ91Dκαι AM60B, ως οι πιο διαδεδομένες εμπορικές ποιότητες, κυριαρχούν στα σενάρια "υψηλής αντοχής χύτευσης" και "υψηλής αντοχής στη διάβρωση", αντίστοιχα, ενώ οι σπάνιες γηςκράματα μαγνησίου, η σειρά Zn-Ca κλπ. διαδραματίζουν αναντικατάστατο ρόλο σε ειδικούς τομείς (όπως υψηλή θερμοκρασία και ιατρική θεραπεία).Με την άνοδο της ζήτησης για ελαφριά οχήματα σε βιομηχανίες όπως τα οχήματα νέας ενέργειας και η αεροδιαστημική βιομηχανία, τα χύτευμα από κράματα μαγνησίου υψηλών επιδόσεων και τα συστήματα κράματός τους θα συνεχίσουν να επαναλαμβάνονται και να αναβαθμίζονται.
