Wyroby odlewane ze stopów magnezu
Odlewy stopów magnezu można podzielić na Mg-Al-Zn serii (seria AZ), Mg-Al-Mn serii (seria AM), Mg-Zn-Ca serii (seria ZC), Mg-Re-Zr serii (stopy magnezu ziem rzadkich,takie jak seria WE) zgodnie z systemem pierwiastków stopuPoniżej przedstawiono najczęściej stosowane gatunki i ich charakterystykę w przemyśle:
1. Seria Mg-Al-Zn (seria AZ)
Cechy: Zawieraaluminium (Al) i cynku (Zn)elementów, doskonałą wydajność odlewu, zrównoważoną wytrzymałość i odporność na korozję i jest najczęściej stosowanym systemem odlewu stopu magnezu.
1. AZ91D
Skład: Al 8,5~9,5%, Zn 0,45~0,9%, Mn ≥0,17%, a równowaga wynosi Mg.
Charakterystyka działania:
Wysoka wytrzymałość: wytrzymałość na rozciąganie może osiągnąć 200 ~ 220 MPa, wytrzymałość wydajności wynosi około 100 MPa, nadaje się do części konstrukcyjnych o średnim obciążeniu.
Dobra odporność na korozję: ze względu na wysoką zawartość Al na powierzchni łatwo powstaje gęsta folia tlenku Al2O3, a odporność na rozpylanie soli jest lepsza niż czystego magnezu (około 100~200 godzin),ale nadal wymagana jest obróbka powierzchni w celu poprawy ochrony.
Możliwość przetwarzania odlewu: Doskonała płynność, odpowiednia do skomplikowanych części o cienkiej ścianie (minimalna grubość ściany może wynosić do 1,5 mm), szeroko stosowana w odlewie piaskowym,Odlewy formy metalowej i odlewy wysokoprężne.
Typowe zastosowania: obudowa skrzyni biegów samochodowych, uchwyt kolumny kierowniczej, cylinder silnika motocykla, obudowa narzędzi elektrycznych.
2. AZ31B
Skład: Al 2,5-3,5%, Zn 0,6-1,4%, Mn ≥ 0,2%, Mg równoważny.
Charakterystyka działania:
Średnia wytrzymałość: wytrzymałość na rozciąganie około 170 MPa, dobra plastyczność (przedłużenie 8~12%), odpowiednia do części wymagających określonej wytrzymałości.
Doskonała spawalność: może być połączona spawaniem TIG i MIG, często stosowana w przypadku części konstrukcyjnych wymagających przetwarzania lub montażu.
Słaba odporność na korozję: zawartość Al jest niska i wymagana jest ochrona powierzchniowa (np. anodowanie).
Typowe zastosowania: ramy rowerów, ramy środkowe produktów 3C, uchwyty urządzeń medycznych.
2. Seria Mg-Al-Mn (seria AM)
Cechy: Zawiera aluminium (Al) i mangan (Mn), brak elementu Zn, lepsza odporność na korozję i spawalność niż w serii AZ, wyższa plastyczność.
1. AM60B
Skład: Al 5,6-6,4%, Mn ≥0,28%, Mg równowagi (bez Zn).
Charakterystyka działania:
Wysoka wytrzymałość i odporność na uderzenia: wydłużenie może osiągnąć 8 ~ 10%, wytrzymałość na rozciąganie wynosi około 180 MPa, wytrzymałość wydajności wynosi około 85 MPa, nadaje się do scen z dynamicznymi obciążeniami lub uderzeniami.
Doskonała odporność na korozję: ponieważ Mn tworzy związki o wysokiej temperaturze topnienia (takie jak MnFe2Al8) z zanieczyszczeniami takimi jak Fe i Ni, tendencja do korozji międzyziarnistej jest zmniejszona,i odporność na rozpylanie soli jest o około 30% wyższa niż w przypadku AZ91D (około 150 ~ 250 godzin).
Przetwarzalność odlewu: płynność jest nieco niższa niż w przypadku AZ91D, ale tendencja do gorącego pękania jest niewielka.Nie zaleca się odlewania wysokiego ciśnienia (łatwo przykleić się do formy).
Typowe zastosowania: koła samochodowe, obudowy poduszek powietrznych, wiązania narciarskie i wnętrza lotnicze.
2. AM50A
Skład: Al 4,5-5,3%, Mn ≥0,28%, a bilans wynosi Mg.
Charakterystyka działania:
Niska zawartość Al: plastyczność jest jeszcze lepsza (przedłużenie może osiągnąć 12%), ale wytrzymałość jest nieznacznie zmniejszona (przytrzymałość na rozciąganie wynosi około 160 MPa).
Doskonała spawalność i odporność na korozję: nadaje się do scen wymagających częstego spawania lub kontaktu z środkami korozyjnymi (np. sprzęt łazienkowy, akcesoria wyposażenia morskiego).
Typowe zastosowania: spawalne części konstrukcyjne, części walców odpornych na korozję.
3Pozostałe powszechnie stosowane gatunki stopów
1System Mg-Zn-Ca (ZC63)
Skład: Zn 5,5−6,5%, Ca 2,5−3,5%, Mg równowagi.
Charakterystyka działania:
Wyjątkowa wydajność w wysokich temperaturach: stopa utrzymania wytrzymałości na rozciąganie w temperaturze 150~200°C wynosi ponad 70%, co jest lepsze niż w serii AZ/AM.
Kompatybilność biologiczna: Element Ca nadaje mu właściwości degradacyjne i jest stosowany w dziedzinie medycyny (np. wchłanialne paznokcie kostne).
Typowe zastosowania: części odporne na ciepło silników, implanty biomedyczne.
2Stop magnezu ziem rzadkich (WE43, WE54)
Skład: Zawiera pierwiastki ziem rzadkich (np. Y, Nd) i Zr, np. WE43 zawiera Y 2,9~3,5%, Nd 0,4~1,0%, Zr 0,4~1,0%.
Charakterystyka działania:
Ultra wysoka odporność na ciepło: Wytrzymałość na rozciąganie może osiągnąć 180 MPa w temperaturze 250 °C, ma doskonałą odporność na utlenianie i jest stosowana w częściach silników lotniczych.
Silna odporność na wkręcanie: nie jest łatwa do deformacji w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia i nadaje się do obudowy turbosprężarki i komory rakietowej.
Typowe zastosowania: obudowy silników lotniczych, części konstrukcyjne statków kosmicznych.
Logika wyboru:
Jeżeli wymagana jest wysoka wytrzymałość + wysoka dokładność odlewu (np. złożona część o cienkiej ścianie), wybierz AZ91D,ale wymagana jest odpowiednia obróbka powierzchniowa (takie jak galwanizacja lub utlenianie mikro łukiem) w celu poprawy odporności na korozję.
Jeśli potrzebujesz odporności na uderzenia + odporności na korozję + spawalności (takiej jak obciążenia dynamiczne lub części, które muszą zostać przetworzone później), wybierz AM60B,który nadaje się do średnich i dużych części odlewu piaskowego.
Podsumowanie
Wybór gatunków odlewów stopu magnezu powinien koncentrować się na pięciu podstawowych wymiarach: wytrzymałości, wytrzymałości, odporności na korozję, temperaturze roboczej i procesie odlewu.AZ91DAM60B i AM60B, jako najbardziej popularne gatunki komercyjne, dominują odpowiednio w scenariuszach "wysokiej wytrzymałości odlewu" i "wysokiej wytrzymałości na korozję", podczas gdy ziemie rzadkiestopów magnezu, seria Zn-Ca itp. odgrywają niezastąpioną rolę w specjalnych dziedzinach (takich jak wysoka temperatura i leczenie medyczne).Wraz z gwałtownym wzrostem popytu na lekkie pojazdy w takich gałęziach przemysłu jak nowe pojazdy energetyczne i lotnictwo, wysokiej wydajności odlewy z stopów magnezu i ich systemy stopów będą nadal iteracji i modernizacji.
Wyroby odlewane ze stopów magnezu
Odlewy stopów magnezu można podzielić na Mg-Al-Zn serii (seria AZ), Mg-Al-Mn serii (seria AM), Mg-Zn-Ca serii (seria ZC), Mg-Re-Zr serii (stopy magnezu ziem rzadkich,takie jak seria WE) zgodnie z systemem pierwiastków stopuPoniżej przedstawiono najczęściej stosowane gatunki i ich charakterystykę w przemyśle:
1. Seria Mg-Al-Zn (seria AZ)
Cechy: Zawieraaluminium (Al) i cynku (Zn)elementów, doskonałą wydajność odlewu, zrównoważoną wytrzymałość i odporność na korozję i jest najczęściej stosowanym systemem odlewu stopu magnezu.
1. AZ91D
Skład: Al 8,5~9,5%, Zn 0,45~0,9%, Mn ≥0,17%, a równowaga wynosi Mg.
Charakterystyka działania:
Wysoka wytrzymałość: wytrzymałość na rozciąganie może osiągnąć 200 ~ 220 MPa, wytrzymałość wydajności wynosi około 100 MPa, nadaje się do części konstrukcyjnych o średnim obciążeniu.
Dobra odporność na korozję: ze względu na wysoką zawartość Al na powierzchni łatwo powstaje gęsta folia tlenku Al2O3, a odporność na rozpylanie soli jest lepsza niż czystego magnezu (około 100~200 godzin),ale nadal wymagana jest obróbka powierzchni w celu poprawy ochrony.
Możliwość przetwarzania odlewu: Doskonała płynność, odpowiednia do skomplikowanych części o cienkiej ścianie (minimalna grubość ściany może wynosić do 1,5 mm), szeroko stosowana w odlewie piaskowym,Odlewy formy metalowej i odlewy wysokoprężne.
Typowe zastosowania: obudowa skrzyni biegów samochodowych, uchwyt kolumny kierowniczej, cylinder silnika motocykla, obudowa narzędzi elektrycznych.
2. AZ31B
Skład: Al 2,5-3,5%, Zn 0,6-1,4%, Mn ≥ 0,2%, Mg równoważny.
Charakterystyka działania:
Średnia wytrzymałość: wytrzymałość na rozciąganie około 170 MPa, dobra plastyczność (przedłużenie 8~12%), odpowiednia do części wymagających określonej wytrzymałości.
Doskonała spawalność: może być połączona spawaniem TIG i MIG, często stosowana w przypadku części konstrukcyjnych wymagających przetwarzania lub montażu.
Słaba odporność na korozję: zawartość Al jest niska i wymagana jest ochrona powierzchniowa (np. anodowanie).
Typowe zastosowania: ramy rowerów, ramy środkowe produktów 3C, uchwyty urządzeń medycznych.
2. Seria Mg-Al-Mn (seria AM)
Cechy: Zawiera aluminium (Al) i mangan (Mn), brak elementu Zn, lepsza odporność na korozję i spawalność niż w serii AZ, wyższa plastyczność.
1. AM60B
Skład: Al 5,6-6,4%, Mn ≥0,28%, Mg równowagi (bez Zn).
Charakterystyka działania:
Wysoka wytrzymałość i odporność na uderzenia: wydłużenie może osiągnąć 8 ~ 10%, wytrzymałość na rozciąganie wynosi około 180 MPa, wytrzymałość wydajności wynosi około 85 MPa, nadaje się do scen z dynamicznymi obciążeniami lub uderzeniami.
Doskonała odporność na korozję: ponieważ Mn tworzy związki o wysokiej temperaturze topnienia (takie jak MnFe2Al8) z zanieczyszczeniami takimi jak Fe i Ni, tendencja do korozji międzyziarnistej jest zmniejszona,i odporność na rozpylanie soli jest o około 30% wyższa niż w przypadku AZ91D (około 150 ~ 250 godzin).
Przetwarzalność odlewu: płynność jest nieco niższa niż w przypadku AZ91D, ale tendencja do gorącego pękania jest niewielka.Nie zaleca się odlewania wysokiego ciśnienia (łatwo przykleić się do formy).
Typowe zastosowania: koła samochodowe, obudowy poduszek powietrznych, wiązania narciarskie i wnętrza lotnicze.
2. AM50A
Skład: Al 4,5-5,3%, Mn ≥0,28%, a bilans wynosi Mg.
Charakterystyka działania:
Niska zawartość Al: plastyczność jest jeszcze lepsza (przedłużenie może osiągnąć 12%), ale wytrzymałość jest nieznacznie zmniejszona (przytrzymałość na rozciąganie wynosi około 160 MPa).
Doskonała spawalność i odporność na korozję: nadaje się do scen wymagających częstego spawania lub kontaktu z środkami korozyjnymi (np. sprzęt łazienkowy, akcesoria wyposażenia morskiego).
Typowe zastosowania: spawalne części konstrukcyjne, części walców odpornych na korozję.
3Pozostałe powszechnie stosowane gatunki stopów
1System Mg-Zn-Ca (ZC63)
Skład: Zn 5,5−6,5%, Ca 2,5−3,5%, Mg równowagi.
Charakterystyka działania:
Wyjątkowa wydajność w wysokich temperaturach: stopa utrzymania wytrzymałości na rozciąganie w temperaturze 150~200°C wynosi ponad 70%, co jest lepsze niż w serii AZ/AM.
Kompatybilność biologiczna: Element Ca nadaje mu właściwości degradacyjne i jest stosowany w dziedzinie medycyny (np. wchłanialne paznokcie kostne).
Typowe zastosowania: części odporne na ciepło silników, implanty biomedyczne.
2Stop magnezu ziem rzadkich (WE43, WE54)
Skład: Zawiera pierwiastki ziem rzadkich (np. Y, Nd) i Zr, np. WE43 zawiera Y 2,9~3,5%, Nd 0,4~1,0%, Zr 0,4~1,0%.
Charakterystyka działania:
Ultra wysoka odporność na ciepło: Wytrzymałość na rozciąganie może osiągnąć 180 MPa w temperaturze 250 °C, ma doskonałą odporność na utlenianie i jest stosowana w częściach silników lotniczych.
Silna odporność na wkręcanie: nie jest łatwa do deformacji w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia i nadaje się do obudowy turbosprężarki i komory rakietowej.
Typowe zastosowania: obudowy silników lotniczych, części konstrukcyjne statków kosmicznych.
Logika wyboru:
Jeżeli wymagana jest wysoka wytrzymałość + wysoka dokładność odlewu (np. złożona część o cienkiej ścianie), wybierz AZ91D,ale wymagana jest odpowiednia obróbka powierzchniowa (takie jak galwanizacja lub utlenianie mikro łukiem) w celu poprawy odporności na korozję.
Jeśli potrzebujesz odporności na uderzenia + odporności na korozję + spawalności (takiej jak obciążenia dynamiczne lub części, które muszą zostać przetworzone później), wybierz AM60B,który nadaje się do średnich i dużych części odlewu piaskowego.
Podsumowanie
Wybór gatunków odlewów stopu magnezu powinien koncentrować się na pięciu podstawowych wymiarach: wytrzymałości, wytrzymałości, odporności na korozję, temperaturze roboczej i procesie odlewu.AZ91DAM60B i AM60B, jako najbardziej popularne gatunki komercyjne, dominują odpowiednio w scenariuszach "wysokiej wytrzymałości odlewu" i "wysokiej wytrzymałości na korozję", podczas gdy ziemie rzadkiestopów magnezu, seria Zn-Ca itp. odgrywają niezastąpioną rolę w specjalnych dziedzinach (takich jak wysoka temperatura i leczenie medyczne).Wraz z gwałtownym wzrostem popytu na lekkie pojazdy w takich gałęziach przemysłu jak nowe pojazdy energetyczne i lotnictwo, wysokiej wydajności odlewy z stopów magnezu i ich systemy stopów będą nadal iteracji i modernizacji.
