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ZK60A镁合金性能

镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是:密度小(1.8g/cm3镁合金左右),比强度高,比弹性模量大,散热好,消震性好,承受冲击载荷能力比铝合金大,耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用***广的是镁铝合金,其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。在实用金属中是***轻的金属,镁的比重大约是铝的2/3,是铁的1/4。它是实用金属中的***轻的金属,高强度、高刚性。

特性

密度低、比性能好、减震性能好、导电导热性能良好、工艺性能良好、耐蚀性能差、易于氧化燃饶、耐热性差。

产品特点

其加工过程及腐蚀和力学性能有许多特点:散热快、质量轻、刚性好、具有一定的耐蚀性和尺寸稳定性、抗冲击、耐磨、衰减性能好及易于回收;另外还有高的导热和导电性能、无磁性、屏蔽性好和无毒的特点 。

应用范围:镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中,达到轻量化的目的。

镁合金的比重虽然比塑料重,但是,单位重量的强度和弹性率比塑料高,所以,在同样的强度零部件的情况下,镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。另外,由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高,因此,在不减少零部件的强度下,可减轻铝或铁的零部件的重量。

镁合金相对比强度(强度与质量之比)。比刚度(刚度与质量之比)接近铝合金和钢,远高于工程塑料。

在弹性范围内,镁合金受到冲击载荷时,吸收的能量比铝合金件大一半,所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。

镁合金熔点比铝合金熔点低,压铸成型性能好。镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当,一般可达250MPA,可达600多Mpa。屈服强度,延伸率与铝合金也相差不大。

镁合金还个有良好的耐腐蚀性能,电磁屏蔽性能,防辐射性能,可做到 回收再利用。

镁合金件稳定性较高压铸件的铸造行加工尺寸精度高,可进行高精度机械加工。

镁合金具有良好的压铸成型性能,压铸件壁厚***小可达0.5mm。适应制造汽车各类压铸件。

但镁合金线膨胀系数很大,达到25~26 μm/m℃,而铝合金则为23 μm/m℃,黄铜约20 μm/m℃,结构钢12 μm/m℃,铸铁约10μm/m℃,岩石(花岗岩、大理石等)仅为5~9 μm/m℃,玻璃5~11 μm/m℃。

镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。其特点是:密度小,比强度高,弹性模量大,消震性好,承受冲击载荷能力比铝合金大,耐腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用***广的是镁铝合金,其次是镁锰合金和镁锌锆合金。

镁合金比重在所有结构用合金中属于***轻者,因此,在不减少零部件的强度下,可减轻铝或铁的零部件的重量。镁合金的比强度明显高于铝合金和钢,比刚度与铝合金和钢相当。在弹性范围内,镁合金受到冲击载荷时,吸收的能量比铝合金件大,所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。在相同载荷下,减振性是铝的100倍,钛合金的300~500倍。电磁屏蔽性佳,3C产品的外壳(手机及电脑)要能够提供优越的抗电磁保护作用,而镁合金外壳能够完全吸收频率超过100db的电磁干扰。质感佳,镁合金的外观及触摸质感极佳,使产品更具豪华感,而且,在空气中更不容易腐蚀。

镁合金的散热相对与合金来说有的优势:根据公式:Q=dvC△t 其中Q—热量;d=比重;V=体积;C=比热容;△t =(t1-t2)变化的温度;当相同体积与形状的镁合金与铝合金,接受相同的热量Q时,二者变化的温度比为:△t/△t=2.74x0.23/1.81x1.05=1/3;即镁合金为铝合金的1/3;镁合金导热系数54W/mk;铝合金导热系数100W/mk;相差一倍。意味对于相同体积与形状的镁合金与铝合金材料的散热器,某热源生产的热量(温度)镁合金比铝合金更容易由散热片根部传递到顶部的速度,顶部更容易达到高温。即铝合金材料的散热器根部与顶部的温度差,比镁合金材料的散热器小。这意味着由镁合金材料制作的散热片根部的空气温度与顶部的空气温度温度差,比铝合金材料制作的散热片大,因此加速散热器内部空气的扩散对流,使散热效率提高。因此,相同温度,镁合金的散热时间还不用铝合金的一半。

所以,镁合金是应用于LED及其他灯饰,汽车应用零部件,及其他要求高质量,高强度,高韧性配件的理想材料。

应用场所

在航天的应用

镁合金是航空器、航天器和火箭导弹制造工业中使用的***轻金属结构材料。镁的重量比铝轻,比重为1.8,强度也较低,只有200~300兆帕(20~30公斤/毫米2),主要用于制造低承力的零件。镁合金在潮湿空气中容易氧化和腐蚀,因此零件使用前,表面需要经过化学处理或涂漆。德国首先生产并在飞机上使用含铝的镁合金。镁合金具有较高的抗振能力,在受冲击载荷时能吸收较大的能量,还有良好的吸热性能,因而是制造飞机轮毂的理想材料。镁合金在汽油、煤油和润滑油中很稳定,适于制造发动机齿轮机匣、油泵和油管,又因在旋转和往复运动中产生的惯性力较小而被用来制造摇臂、襟翼、舱门和舵面等活动零件。民用机和军*用飞机、尤其是轰炸机广泛使用镁合金制品。例如,B-52轰炸机的机身部分就使用了镁合金板材635公斤,挤压件90公斤,铸件超过200公斤。镁合金也用于导弹和卫星上的一些部件,如中国“红旗”地空导弹的仪表舱、尾舱和发动机支架等都使用了镁合金。中国稀土资源丰富,已于70年代研制出加钇镁合金,提高了室温强度,能在300°C下长期使用,已在航空航天工业中推广应用。

目前,镁合金在汽车上的应用零部件可归纳为2类。

(1)壳体类。如离合器壳体、阀盖、仪表板、变速箱体、曲轴箱、发动机前盖、气缸盖、空调机外壳等。

(2)支架类。如方向盘、转向支架、刹车支架、座椅框架、车镜支架、分配支架等。

根据有关研究,汽车所用燃料的60%是消耗于汽车自重,汽车自重每减轻10%,其燃油效率可提高5%以上;汽车自重每降低100 kg,每百公里油耗可减少0.7 L左右,每节约1 L燃料可减少CO2排放2.5 g,年排放量减少30%以上。所以减轻汽车重量对环境和能源的影响 大,汽车的轻量化成必然趋势。

手机电话,笔记本电脑上的液晶屏幕的尺寸年年增大,在它们的枝撑框架和背面的壳体上使用了镁合金。

虽然镁合金的导热系数不及铝合金,但是,比塑料高出数十倍,因此,镁合金用于电器产品上,可有效地将内部的热散发到外面。

在内部产生高温的电脑和投影仪等的外壳和散热部件上使用镁合金。电视机的外壳上使用镁合金可做到无散热孔。

电磁波屏蔽性:镁合金的电磁波屏蔽性能比在塑料上电镀屏蔽膜的效果好,因此,使用镁合金可省去电磁波屏蔽膜的电镀工序。

在硬盘驱动器的读出装置等的振动源附近的零件上使用镁合金。若在风扇的风叶上使用镁合金,可减小振动达到低骚音。此外,为了在汽车受到撞击后提高吸收冲击力和轻量化,在方向盘和坐椅上使用镁合金。

合金名称 特征 应用范围

AZ91D 强度高且耐腐蚀性好 电器产品的壳体等

AM60B 延伸率和抗冲击力大 汽车上的方向盘和坐椅等

AM50A 延伸率和抗冲击力大 汽车上的方向盘和坐椅等

AS41B 抗蠕变性能好 汽车上的减速箱等

机械加工性能

镁合金比其他金属的切削阻力小,在机械加工时,可以较快的速度加工。

表:各种金属的切削阻力(以镁合金的切削阻力为1)

金属名 切削阻力

镁合金 1.0

铝合金 1.8

黄铜2.3

铸铁3.5

耐凹陷性好:镁合金与其他金属相比抗变形力大,由冲撞而引起的凹陷小于其他金属。

对振动·冲击的吸收性:由于镁合金对振动能量的吸收性能好,使用在驱动和传动的部件上可减少振动。另外,冲击能量吸收性能好,比铝合金具有更好的延伸率的镁合金,受到冲击后,能吸收冲击能量而不会产生断裂。

再生:镁合金与塑料不同,它可以简单地再生使用且不降低其机械性能,而塑料很难在不降低其机械性能再生使用。镁合金与其他金属相比,熔点低,比热小,在再生熔解时所消耗的能源是新材料制造所消耗的能源的4%。

表:各种材料的物理性质比较

材料名 密度(g/cm3) 熔点(℃) 导热系数(W/Mk) 抗拉强度(MPa) 屈服点(MPa) 延伸率(%) 比强度 杨氏模量(GPa)

产品优点

优点:

①密度小,比铝轻1/3,其比强度(抗拉强度与密度之比值)较铝合金高;

②疲劳极限高;

③能比铝合金承受较大的冲击载荷;

④导热性好;

⑤铸造性能好;

⑥尺寸稳定性好;

⑦易回收;

⑧有良好的切削加工性;

⑧有较好的减振性能;