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AZ31B镁合金的概况


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                    AZ31B镁合金的概况

 

AZ31B镁合金的分类

AZ31B镁合金按制造工艺镁合金可分为两大类:变形镁合金和铸造镁合金。铸造镁合金在室温和高温下具有良好的机械性能,AZ31B铸造镁合金主要用于汽车零件、机件壳罩和通信设备等。与铸造镁合金相比,AZ31B变形镁合金具有更高的强度、更好的塑性,主要用于薄板、挤压件和锻件等。

化学成分

型号

Mg

Al

Si

Ca

Zn

Mn

Be

Fe

AZ31B

余量

3.1

0.03

0.05

0.82

0.335

0.1

0.005

物理特性

型号

抗拉强度 MPa

晶粒度 μm

伸长率 %

导热率 W/( m ·K)

熔点 ℃

 

AZ31B

290

8~ 15

3~10

155

650

 

应用

铸造镁合金AZ31B,具有较高的抗振能力和吸热性能,因而是制造飞机轮毂的理想材料。镁合金AZ31B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,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。著名的美国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。
目前,AZ31B镁合金在汽车上的应用也很广泛。如离合器壳体、阀盖、变速箱体气缸盖、空调机外壳等。方向盘、转向支架、刹车支架等。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。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非常大,汽车的轻量化成必然趋势。

 

镁合金物质性质;

镁合金的特点:在实用金属中是最轻的金属,镁的比重大约是2/3,是铁的1/4。它是实用金属中的最轻的金属,高强度,高刚性。

 

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,可减轻铝或的零部件的重量。

应用范围: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。

 

传热性: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。

 

应用范围: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。

 

应用范围:在手机电话的壳体和屏蔽材料上使用了镁合金。

 

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。

 

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。

 

应用范围: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。

 

抗蠕变性能:镁随着时间和温度的变化在尺寸上蠕变少。

 

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%

行业发展

得益于中国汽车工业和3C等行业的转型升级及其中国经济地位的显著提升,镁合金行业令市场看好。其中,汽车行业的轻量化,环保化需求,尤其是新能源汽车的发展,以及镁合金研发技术和回收利用技术的不断进步,对促使镁合金的广泛应用将是利好消息。

中国镁合金行业市场前瞻与投资预测分析报告前瞻》预计,2015年,国内汽车用镁合金将达到68kg/辆,而同期我国汽车销量将突破2800万辆,乘用车销量将达到1960万辆,自主品牌汽车企业通过产业兼并、技术研发和市场渠道开拓等因素作用,销量将突破1000万辆。

与此同时,镁合金在医药化工和航空航天工业领域的应用也将得到成长。由于下游终端汽车消费市场的稳步增长,预计2015年,全球镁合金市场为600万吨,年均复合增长率(CAGR)20%-25%(其中包含了交通工具、3C、航空航天和医药化工领域镁合金的应用)

此外,作为有色金属合金行业的子行业,镁合金行业在中国制造工业的的升级过程中得到实惠。作为资金、材料密集型行业,原材料价格的稳定和较低水平、铸造件行业的整合集中、技术研发的进步等都将较为有利于镁合金行业的发展,市场较为看好。

 

  镁合金活性很高,如果制件表面没有处理完全,如钝化效果较差时,不可以涂装油漆。镁合金与油漆中的氧很容易结合,形成疏松的轻质氧化镁;或油漆质量不高,潮湿的空气进入空隙后,直接与镁合金反应,生成氢氧化镁,这些产物类似建筑物的混凝土和砖表面析出的碱性白霜一样,产物析出数量多时,体积膨胀,即可将漆膜顶破。在生产中遇到的这种问题非常多,南方天气潮湿,问题更严重。所以复杂零件的处理,均以溶液浸泡方式为宜,如化学钝化、电化学钝化、电镀和微弧氧化等,以微弧氧化处理的品质最高,其他各种喷涂、离子溅射、气相沉积等,具有一定的方向性,处理表面不完全。 镁合金相对比强度(强度与质量之比)最高。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,最高可达600Mpa。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100%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,压铸件壁厚最小可达0.5mm。适应制造汽车各类压铸件。镁合金在汽车上最早的应用是三十年代英国伦敦城市公交的曲轴连杆箱体铸造件。在那个时期,生产出50多万件拖拉机变速箱壳体,而且至今仍在生产。在汽车动力系中,镁的应用数量最大的公司是大众汽车公司。这些部件的重为17公斤,比它所替代的铸铁件要轻50斤。

随着市场对镁产品需求应用领域的不断拓宽,从航空、航天、汽车零部件、钢铁脱硫、合金压铸件、3C产品的广泛应用,到民用产品的不断研发,以及镁合金技术的进一步研究,镁产品的发展愈来愈显现出它独特的不可替代的优点。同时由于镁合金较好的加工性能、较强的机械性能、重量轻、韧性好屏蔽性好,特别是具有极强的回收性能,越来越受到人们的青睐。中国六大镁合金基地建设已经初具规模,形成了重庆镁合金汽车、摩托车制造,青岛信息和通信产品开发,上海汽车工业应用,深圳镁合金压铸设备,辽宁氧化镁及镁矿开发,宁夏盐湖镁资源开发布局。

产品优点

优点: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;疲劳极限高;能比铝合金承受较大的冲击载荷;导热性好;铸造性能好;尺寸稳定性好;易回收;有良好的切削加工性;有较好的减振性能;在诸多方面比工程塑料优越,可替代工程塑料;@在煤油、汽油、矿物油和碱类中的耐蚀性较高等。

加工注意

镁及其合金对氧具有很高的化学亲和力,特别是在熔化和碎屑、粉尘状态下,更增加了与氧接触表面,当加热温度达到400℃~430℃以上就有产生燃烧爆炸的危险。

所以:

1) 镁及镁合金机械加工主要防火安全要求:加工时最好与黑色金属加工分开,设在单独的隔离内:为了避免摩擦发热,避免碎硝粉尘,应尽量选用大前、后角、大排屑槽的锋利刀具,选用大走刀量和大切削深度,切削进给结束要立即退刀;不得使用含水份的冷却液,切屑时应及时清除并存放在指定地点,不得与其它切屑混在一起;切屑起火可用干砂扑灭,切不可用水。

2) 镁合金熔化防火安全要求:镁合金熔化不仅容易引起燃烧,而且使用氟化物作熔剂腐蚀相当严重。因此镁合金的熔化,浇铸应在一、二级耐火等级具有特殊抗腐蚀措施的单独厂房,熔化和浇铸地方不准敷设蒸气和水管,用水浸润坩锅应在有防火隔墙的单独房间;熔化镁合金是在溶剂层下进行的。熔剂形成熔融状隔膜,使熔融的镁合金与空气隔离,防止氧化燃烧;在砌炉衬或修炉时,不要使用水玻璃或其它硅酸盐和硅砖,因为万一发生坩锅烧穿时,熔融的镁合金与其作用可能发生爆炸,应保证坩锅制造质量,定期检查和清除氧化皮,如底部厚度减薄超过原有50%应予报废,发现坩锅外壁有干枯熔剂,即表明已有渗漏,应报废;坩锅开始有渗漏现象,即发现炉膛内产生白烟,应立即停止加温查明原因,如烟雾急剧增加、应立即将镁合金熔液掏出或将坩锅吊起,注入干燥并经过予热的槽子或镁模内;在扑灭熔融或坩锅烧穿流入炉膛内的镁合金必须用镁合金专用灭火剂,如发生小型燃烧,也可用镁合金型砂扑灭。注意切不可用砂子,因为砂中的二氧化硅与燃烧的镁起反应,会放出大量的热,反而促使镁的燃烧。

3) 镁合金焊接、热处理的防火安全要求:镁合金焊接、热处理在预热和加热前应除去零件上的毛边和镁合金碎硝,零件不得和加热炉的电阻丝直接接触,在盐炉内进行热处理时严格控制温度,一般不应超过430

                                      

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