Şu anda, havacılık, otomobil taşımacılığı ve diğer endüstrilerdeki metal ürünlerin hafifliği bir araştırma noktası haline gelmiştir. Magnezyum alaşımları, matris ve diğer elementler olarak magnezyumdan oluşan bir alaşımdır. Pratik metallerde en hafif olanıdır ve zengin rezervlere sahiptir. Magnezyum alaşımları hafiflikte büyük avantajlara sahiptir ve çok dikkat çekmiştir. Magnezyum alaşımları, yüksek özgül mukavemet, iyi termal şekillendirilebilirlik, iyi işlenebilirlik ve biyouyumluluk, mükemmel sönümleme ve elektromanyetik koruma ve parçalanabilirlik gibi birçok avantaja sahiptir. Metal ürünlerin ağırlığının azaltılmasında büyük potansiyele sahiptirler ve ayrıca biyotıpta oldukça değerlidirler. Şu anda magnezyum alaşımlarının gelişimindeki ana sorunlar: (1) magnezyumun doğal yakın altıgen yapısı nedeniyle, magnezyum alaşımlarının plastik şekillendirme kabiliyeti zayıftır ve karmaşık parçaların oluşturulması zordur; (2) Magnezyum alaşımı, çeşitli alanlarda uygulanmasını büyük ölçüde sınırlayan zayıf korozyon direncine sahiptir. Magnezyum alaşımlarının korozyon direncinin nasıl geliştirileceği daha fazla çalışmaya değer.
1 Magnezyum alaşımları sınıflandırması
Şu anda, magnezyum alaşımları esas olarak alüminyum (AL), çinko (Zn), manganez (MN), zirkonyum (Zr) ve diğer alaşım elementlerinin yanı sıra renyum (RE) gibi nadir toprak metal elementleri içerir. Magnezyum alaşımlarına eklenen alaşım elementlerinin farklı türleri ve içerikleri, magnezyum alaşımlarının özellikleri üzerinde büyük bir etkiye sahip olacaktır. Genel olarak, zzn içeriği% 22'yi geçmediğinde, magnezyum alaşımlı dökümlerin sürünme direnci geliştirilebilir; Uygun miktarda MMN elemanı, magnezyum alaşımının ısı direncini ve korozyon direncini artırabilir ve eritme işleminde zararlı element FFE'yi belirli bir dereceye kadar kaldırabilir; Uygun miktarda AAL elementi, magnezyum alaşımlarının döküm özelliklerini etkili bir şekilde artırabilir; Uygun nadir toprak metallerinin eklenmesi genellikle alaşımın akışkanlığını artırabilir, büzülme gözenekliliğini azaltabilir, alaşımın tane boyutunu hassaslaştırabilir ve mukavemeti ve plastisiteyi artırabilir. Eklenen alaşım türlerine göre, magnezyum alaşımları kabaca aşağıdaki serilere ayrılabilir:
- (1) Mg Al Zn serisi. Bu alaşım serisi, insanlar tarafından keşfedilen ve uygulanan ilk magnezyum alaşımlarıdır. Sadece döküm için değil, aynı zamanda deformasyon işleme için de kullanılabilirler. Alaşım dökülüp oluşturulduğunda, Al elementinin içeriği% 77 ~% 9'dur. Deformasyon işlemi için kullanıldığında, AAL elemanının içeriği% 33 ~% 5'te tutulmalıdır.
- (2) Mg Al Mn serisi. Magnezyum alüminyum alaşımına belirli miktarda MMN eklenmesi, alaşımın mekanik özellikleri üzerinde büyük bir etkiye sahip olmayacak, ancak alaşımın plastisitesini biraz azaltacaktır. % 11 -% 25 MMN eklenmesi, alaşımın stres korozyon direncini büyük ölçüde artıracak ve alaşımın korozyon direncini ve kaynak performansını önemli ölçüde artıracaktır.
- (3) Mg Al RE serisi. Bu alaşım serisi mükemmel deformasyon işlenebilirliğine sahiptir. As döküm alaşımlarının mukavemeti ve plastisitesi, ekstrüzyon ile büyük ölçüde geliştirilebilir. Nadir toprak elementi RRE'nin eklenmesi, tane boyutunu azaltabilir ve alaşımların kapsamlı mekanik özellikleri, AAL içeriğini uygun şekilde artırarak önemli ölçüde geliştirilebilir.
- (4) Mg Zn Zr serisi. Bu alaşım serisindeki zzn elementlerinin içeriği genellikle yaklaşık% 66 oranında kontrol edilir, bu da alaşım çözeltisinin güçlendirilmesi ve ısıl işlem güçlendirmenin rolünü oynar. Alaşımdaki Zzz, alaşım tanelerini önemli ölçüde rafine edebilir ve alaşımın mukavemetini, plastisitesini ve ısı direncini artırabilir. Zr'nin içeriği genellikle% 00.5 -% 0.9'dur. Genellikle uçak ve havacılık araçlarında büyük strese sahip yapısal bileşenler üretmek için kullanılır.
- (5) Mg Zn RE serisi. Nadir toprak metal RRE'nin farklı içeriğine göre, alaşım, matrisi güçlendirmek için katı çözelti güçlendirmeden ikinci aşamaya kadar gelişecektir. Yeniden atomların eklenmesi kafes bozulmasına neden olacak, yapıdaki çıkığın hareketini engelleyecek veya tane sınırını güçlendirecektir.
Alaşımların yüksek özgül mukavemet, yüksek hızlı kesme, biyouyumluluk ve benzeri gibi birçok avantajı olmasına rağmen, şu anda elde edilebilen magnezyum alaşımlarının hala yanma kesme, yüksek sıcaklıkta oksidasyon ve benzeri gibi sorunları vardır. Çeşitli endüstri standartlarını karşılayan yüksek kaliteli magnezyum alaşımlarının nasıl hazırlanacağı hala derinlemesine araştırmaya ihtiyaç duymaktadır. Magnezyum alaşımlarının kalitesi genellikle elementlerin türüne, içeriğine ve işleme teknolojisine bağlıdır. Bu yazıda magnezyum alaşımlarının üretim teknolojisi, yüzey ve iç güçlendirme mekanizması ve kesme teknolojisi yönlerinden gelişimi özetlenmektedir.
2 Şekillendirme süreci
Magnezyum alaşımının bileşen elementlerinin fiziksel özelliklerine ve hedef bileşenin şekline, boyutuna ve uygulamasına göre, aşağıdaki 33 farklı şekillendirme işlemi genellikle benimsenir:
- (1) Yerçekimi dökümü: bileşenleri kendi yerçekimine göre dökmek için erimiş magnezyum alaşımı kullanın. Çalışma yöntemleri şunları içerir: metal kalıp dökümü, yarı metal kalıp dökümü, kabuk kalıp dökümü, yatırım kalıp dökümü ve kum kalıbı dökümü. Bunlar arasında, kum döküm maliyeti düşüktür, ancak işletme nispeten hantaldır, bu da büyük dökümlerin küçük parti üretimi için uygundur.
- (2) Basınçlı döküm: alaşımın erimesinin kalıp boşluğunu doldurmasına ve döküm işlemini tamamlamasına yardımcı olmak için belirli bir basınç kullanın. Basınca göre, yüksek basınçlı döküm ve düşük basınçlı döküm olarak ayrılabilir. Yüksek basınçlı döküm, sıvı veya yarı katı magnezyum alaşımının kalıp boşluğuna yüksek hızda erimesini ve katılaşmasını sağlamaktır. Bu yöntemle elde edilen alaşımın boyutu daha doğrudur ve taslak açıktır; Düşük basınçlı döküm, alaşım eriyiğinin sıvısını yükseltmek ve kalıbı düzgün bir şekilde doldurmak için daha düşük bir basınç kullanmaktır, böylece sırayla katılaşabilir ve kabuklanabilir, daha sonra basınç altında kristalleşebilir ve son olarak dökümleri elde etmek için basıncı serbest bırakabilir. Bu yöntem aynı zamanda yüksek kaliteli alaşımlı dökümler elde edebilir. Kalıp döküm prosesinin katılaşma bağlantısında, soğutma hızı arttırılırsa, tahıl önemli ölçüde rafine edilecek ve dökümün çekme mukavemeti ve uzaması iyileştirilecektir [9-11]. Magnezyum alaşımları, düşük erime noktaları (saf magnezyum yaklaşık 6650 ° C), hızlı katılaşma, düşük alaşımlı sıvı viskozitesi ve iyi akışkanlık nedeniyle basınçlı döküm için uygundur. Şu anda, vakumlu kalıp döküm, yarı katı kalıp döküm ve oksijen dolu kalıp döküm genellikle magnezyum alaşımlı basınçlı döküm için kullanılmaktadır.
- (3) Yarı katı şekillendirme: magnezyum alaşımı, döngüsel indüksiyon ısıtması ile katı ve sıvının bir arada bulunmasına ısıtılır ve daha sonra malzeme doğrudan oluşturulur. Sıvı şekillendirme ile karşılaştırıldığında, düşük şekillendirme sıcaklığı, uzun kalıp ömrü, düşük kusurlar ve yüksek kompaktlık avantajlarına sahiptir. Bu teknoloji hem döküm hem de katı hal plastik şekillendirme avantajlarına sahiptir. Şekillendirme sıcaklığı sıvı halden daha düşüktür ve deformasyon direnci katı halden daha düşüktür. Elde edilen alaşımlı bileşenler yüksek hassasiyete sahiptir. Şu anda, bazı magnezyum alaşımlı otomotiv parçalarında ve havacılık sanayi aletlerinde kullanılmıştır.
Tane boyutunu hassaslaştırmak ve kapsamlı mekanik özellikleri geliştirmek için, dökme magnezyum alaşımları genellikle haddelenmiş, ekstrüde edilmiş, dövme ve diğer plastik işlemlerdir. Kafes tipi matris magnezyum yakın altıgen yapıya ait olduğundan ve kurucu alaşımı genellikle daha az kayma sistemi ve zayıf plastik deformasyon kabiliyeti ile yakın altıgen yapının bozulma sonucu olduğundan, magnezyum alaşımları genellikle haddeleme işlemini kullanır. Magnezyum alaşımlarının zayıf soğuk deformasyon kabiliyeti göz önüne alındığında, genellikle sıcak haddeleme veya ılık haddeleme kullanılır. Yuvarlanma sıcaklığı, genellikle alaşımlı solidusun yaklaşık 555 ° C altında olan alaşım elementlerinin türüne ve içeriğine bağlıdır. Uygun sıcaklık ve gerinim oranı, taneleri rafine edebilir, deformasyon direncini azaltabilir ve işleme verimliliğini artırabilir.
3 Magnezyum alaşımının uygulanması
(1) Havacılık ve uzay alanı
Havacılık ve ulusal savunma sanayinin hızla gelişmesiyle birlikte, Çin'de yüksek performanslı hafif yapısal malzemelere olan talep keskin bir şekilde artmış ve havacılık malzemelerinin hafifliği giderek daha önemli hale gelmiştir. Çeşitli performansları karşılama temelinde, havacılık bileşenlerini yapmak için magnezyum alaşımı kullanmak sadece kaynak tasarrufu sağlamakla kalmaz, aynı zamanda uzay aracının sonraki kullanımına da elverişlidir ve hizmet ömrünü uzatır. Ek olarak, geri dönüş sürecinde uzay aracının güvenliğini sağlamak için de elverişlidir. Şu anda Çin, havacılık alanında karşılık gelen hafif hedefler belirlemiştir.
(2) Demiryolu transit alanı
Hafif malzeme, demiryolu transit endüstrisinin gelişimi için büyük önem taşımaktadır. Alev geciktirici magnezyum alaşımı, demiryolu transit transit transit yönlü çerçevesinin ağırlığının azaltılmasında kullanılır, ancak şu anda, magnezyum alaşımının bu alandaki uygulaması, esas olarak bazı kilit teknolojilerin kırılmaması nedeniyle teşvik edilmemiştir ve tüm yönlerin gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için tekrar tekrar test etmek için hala bir süreye ihtiyacı vardır.
(3) Otomobil endüstrisi
Magnezyum alaşımı, aracın hafif olma hedefine ulaşmasını sağlayabilir ve araç ağırlığının azaltılması alanında tercih edilen şok emme etkisini artırabilir. Kendi ağırlığını azaltmak, yakıt tüketimini azaltmak ve çevreyi korumak için otomobil tekerlek göbekleri, şanzıman kutuları, silindir kapağı kapakları, direksiyon simitleri ve direksiyon braketleri vb. Yapmak için kullanılabilir. Bununla birlikte, magnezyum alaşımları, zayıf korozyon direnci ve yanıcılık nedeniyle yaygın olarak kullanılmamaktadır.
(4) Tıp alanı
Magnezyum alaşımı iyi biyouyumluluğa, parçalanabilirliğe ve insan kemik yoğunluğuna yakındır ve tıbbi tedavide kullanılabilir. Bununla birlikte, sadece bazı magnezyum alaşımları tıp alanı için uygundur ve alaşım oluştuktan sonra özellikler değişecektir. Magnezyum, kemik dokusunun büyümesini ve yara iyileşmesini hızlandırmak ve hastaların tedavi döngüsünü kısaltmak için kalsiyum iyonlarının insan vücudu tarafından emilimini teşvik edebilir.
(5) Askeri alan
Magnezyum alaşımının askeri teçhizatta uygulanması, askeri teçhizatın kalitesini düşürebilir ve birliklerin hareketliliğini ve savaş etkinliğini artırabilir. Şanzımanda, popo gövdesinde, nişan alma cihazında ve askeri ateşli silahların diğer kısımlarında kullanılabilir. Ayrıca göbek, koltuk çerçevesi, şanzıman kutusu ve zırhlı araçların diğer parçalarının yanı sıra çekiş cihazı, mühimmat tedarik kutusu ve topçu aynasında ve topçu ve mühimmat aynasında da kullanılabilir.
(6) Elektronik ürünler
Magnezyum alaşımı hafif, manyetik olmayan, iyi şok emilimi ve benzeri avantajlara sahiptir. Elektronik ürünler alanında parlak bir geleceğe sahiptir. Çünkü dizüstü bilgisayarlar, cep telefonları ve dijital kameralarla temsil edilen 33c (bilgisayar),
İletişim, tüketim) ürünleri hafif, ince ve küçük yönde gelişmektedir ve magnezyum alaşımları giderek daha olağanüstüdür. Magnezyum alaşımlı elektronik ürünler sadece mükemmel görünüm ve dokunuşa sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda iyi bir ısı iletkenliğine ve sertliğine sahiptir. En ince 33c ürün kabuğunun kalınlığı sadece 0,4 mm'dir.
(7) Diğer alanlar
Magnezyum alaşımı benzin ve yağlama yağında nispeten kararlıdır ve yağ boruları, dişli kutuları ve diğer parçaları yapmak için kullanılabilir.
Magnezyum alaşımı , düşük yoğunluk, yüksek özgül mukavemet, iyi biyouyumluluk ve benzeri gibi birçok avantaja sahiptir. Diğer metal veya plastik malzemelerden daha iyi sonuçlar elde edebilir ve geniş bir uygulama beklentisine sahiptir. Aynı zamanda, magnezyum alaşımlarının üretiminde ve kullanımında mevcut sorunlara da dikkat etmeliyiz. Örneğin, magnezyum içeren alaşımları oluşturan bazı nadir toprak metalleri pahalıdır ve ticarileştirilmesi zordur; Magnezyum alaşımının kullanım sırasında korozyona uğraması kolaydır; Kesim yaparken yakmak kolaydır. Yukarıdaki problemler magnezyum alaşımlarının gelişimini sınırlar ve ilgili bilimsel araştırmacılar tarafından daha fazla araştırma ve çözüme ihtiyaç duyar.