1. Zavedení
AZ91D je nejpoužívanější slitina lisování hořčíku na celém světě, proslulá svou výjimečnou kombinací lehkých vlastností, castiability, a mechanická síla.
Jak průmyslová odvětví tlačí limity materiálu a usilují o snížení emisí uhlíku a zlepšení palivové účinnosti, Slitina hořčíku AZ91D se objevila jako životně důležité řešení pro lehké inženýrství.
2. Co je slitina hořčíku AZ91D?
AZ91D je slitina na bázi hořčíku primárně hliník (9%), zinek (1%), a mangan (~ 0,2–0,3%), s hořčíkem jako rovnováhou.
Označení “The"Znamená." Hliník (A) a Zinek (Z), Hlavní prvky při lečení, zatímco číslo 91 Označuje přibližně 9% Al a 1% Zn.
Dopis „D “ představuje specifickou třídu optimalizovanou pro vysokotlaké zemřít s vynikající plynulou a rozměrovou stabilitou.
Chemické složení slitiny hořčíku AZ91D
(Typické hodnoty podle hmotnosti%)
| Živel | Obsah (%) | Funkce / Účel |
| Hořčík (Mg) | Váhy | Základní kov, Poskytuje lehké vlastnosti |
| Hliník (Al) | 8.3 - 9.7 | Zlepšuje sílu, tvrdost, a castiability |
| Zinek (Zn) | 0.35 - 1.0 | Zvyšuje odolnost proti síle a korozi |
| Mangan (Mn) | 0.15 - 0.5 | Neutralizuje železo, Zlepšuje odolnost proti korozi |
| Křemík (A) | ≤ 0.10 | Omezeno na snížení křehkosti |
| Měď (Cu) | ≤ 0.030 | Nečistota - musí být omezena tak, aby se zabránilo korozi |
| Nikl (V) | ≤ 0.002 | Nečistota - velmi škodlivé vůči odolnosti proti korozi |
| Železo (Fe) | ≤ 0.005 | Musí být minimalizováno, aby se udržel výkon koroze |
3. Fyzikální vlastnosti slitiny hořčíku AZ91D
| Vlastnictví | Typická hodnota | Poznámky |
| Hustota | ~ 1,81 g/cm³ | ~ O 35% lehčí než hliník, ~ 78% lehčí než ocel |
| Rozsah tání | 595–640 ° C. | Umožňuje efektivní úmrtí s dobrou plynulostí |
| Tepelná vodivost | ~ 72 W/M · K. | Nižší než čisté hořčík, ale vhodné pro chladiče |
| Elektrická vodivost | ~ 6,8 ms/m | Nižší než hliník; není ideální pro vodivé komponenty |
| Koeficient tepelné roztažnosti | ~ 26 x 10⁻⁶ /° C | Vyšší než ocel; musí zvážit v multi-materiálních kloubech |
| Konkrétní teplo | ~ 1,05 J/G · K. | O něco vyšší než hliník |
| Tlumení kapacity | Vysoký | Vynikající absorpce vibrací - Ideální pro redukci NVH |
4. Mechanické vlastnosti slitiny hořčíku AZ91D
Slitina hořčíku AZ91D je široce považována za nejvíce strukturálně schopnou slitinu hořčíku z tréninku, nabízí vyvážený profil síly, ztuhlost, a castiability.
I když to neodpovídá síle některých slitin s kovaným hliníkem, Poskytuje vynikající mechanický výkon pro lehké aplikace, zvláště ve velkém svazku, Prostředí lití sítě.
Typické mechanické vlastnosti (As-literál stav)
| Vlastnictví | Typická hodnota | Poznámky |
| Konečná pevnost v tahu | 230 MPA (33 KSI) | Adekvátní pro mnoho strukturálních komponent |
| Výnosová síla (0.2% offset) | 160 MPA (23 KSI) | Dobré pro lehké aplikaci pro zatížení |
| Prodloužení při přestávce | 3% - 7% | Mírná tažnost; citlivé na rychlost chlazení a kvalitu lití |
| Tvrdost Brinell | 63 - 70 HB | Měkčí než většina slitin hliníku; dostatečné pro mírné odolnost proti opotřebení |
| Modul elasticity | ~ 45 GPA | ~ 70% tuhosti hliníku; by mělo být zváženo při použití vibrací |
| Únava (10⁷ cykly) | ~ 105 MPa | Stabilní při cyklickém zatížení; Závisí na stavu povrchu a defektů |
| Střihová síla | ~ 145 MPa | Důležité v torzních a spojovacích aplikacích |
5. Odolnost vůči korozi a slitiny hořčíku AZ91D
AZ91D má Mírná odolnost proti korozi, které lze výrazně zlepšit pomocí povrchového ošetření.
Přítomnost β-fáze, bohatý na hliník, tvoří galvanické páry na hranicích zrn, které se mohou stát iniciačními místy koroze, zejména ve solném nebo vlhkém prostředí.
Mezi běžné metody ochrany patří:
- Chromátové konverzní povlaky
- Eloxování
- Elektrostatický nebo kapalný malba
- Práškové povlaky
- Katodická ochrana
Nedávné pokroky v slitinách-například malé přírůstky prvků vápníku nebo vzácných Země-se ukázalo, že zvyšuje odolnost proti korozi snižováním kontinuity p-fáze a rafinováním struktur zrna zrna.
6. Obsazení & Výrobní úvahy o slitině hořčíku AZ91D
AZ91D je nejpoužívanější slitina hořčíku při vysokotlakém lití (HPDC) Vzhledem k jeho výjimečné castibilitě, rozměrová stabilita, A vynikající povrch.
Charakteristiky obsazení
Vynikající plynulost
Slitina hořčíku AZ91D vykazuje vynikající plynulost ve srovnání s mnoha slitinami hořčíku a hliníku.
To mu umožňuje snadno vyplnit tenkostěnné a složité formy, což je nezbytné pro díly, jako jsou elektronické pouzdra, Klastry nástrojů, a případy přenosu.
Nízká tendence k trhání horkého
Díky optimalizovanému obsahu hliníku (~ 9%), AZ91D udržuje nízké riziko praskání horké během tuhnutí. To umožňuje odlitky s vysokou integritou s menším počtem vnitřních vad.
Jemná mikrostruktura v HPDC
Vysokotlaké lití Výsledky k rychlému tuhnutí (~ 10⁴ k/s), produkce jemnozrnné mikrostruktury, která zlepšuje povrchovou úpravu síly a povrchu.
Však, může zachytit určité poréznosti nebo inkluze oxidu, pokud není dobře kontrolováno.
Preferovaný výrobní proces: Vysokotlaké lití (HPDC)
- Efektivita času cyklu: Typické doby cyklu se pohybují od 30 na 90 sekundy, Podpora hromadné výroby.
- Schopnost tvaru blízké sítě: Je nutné minimální obrábění kvůli těsným tolerancím a vynikající replikaci plísní.
- Vysoká rozměrová stabilita: Dobré pro komponenty vyžadující přesné přizpůsobení, například převodovky a držáky.
Další méně běžné metody obsazení pro AZ91D:
- Gravity Die Casting (pro nižší objemy)
- Thixomolding (Polotužné zpracování se zlepšenými mechanickými vlastnostmi a menší porozitou)
- Lití písku (není ideální kvůli špatné plynulosti v nízkotlakém prostředí)
Obrábění a následné zpracování
Machinability
Slitina hořčíku AZ91D nabízí mírnou machinabilitu. Výhody jsou jeho nízké řezné síly a vynikající formace čipů.
Však, Relativně nízká tvrdost slitiny a vysoká chemická reaktivita může vést k opotřebení nástrojů a zabudovanou hranu, pokud není správně spravováno.
Klíčová doporučení:
- Použijte ostré, Potažené nástroje karbidu.
- Naneste vodní rozpustné řezací tekutiny, abyste zabránili oxidaci a zlepšili povrch.
- Vyvarujte se suchého obrábění kvůli riziku zapalování čipu (ačkoli hořčík je méně hořlavý, než se často předpokládalo).
Spojení & Výzvy svařování
Svařování AZ91D je obtížné kvůli tvorbě stabilních oxidů povrchu a omezeného rozsahu pevné rozpustnosti slitiny.
- Fúzní svařování (Tig/Me) je nedoporučuje se bez zvláštního stínění a předběžného čištění.
- Techniky spojování pevného stavu jako Svařování tření nebo Mechanické upevňování jsou efektivnější.
- Adhesivní vazba se také používá v elektronikách a automobilových dílech s odlišnými materiály.
7. Aplikace slitiny hořčíku AZ91D
AZ91D je jednou z nejpoužívanějších slitin odlévání hořčíku na světě, primárně kvůli svému vynikajícímu poměru pevnosti k hmotnosti, Vynikající seliobilita, A dobrá povrchová úprava.
Díky těmto atributům je ideální pro lehké strukturální a polostrukturální aplikace napříč několika průmyslovými odvětvími.
Automobilový průmysl
Slitina hořčíku AZ91D hraje rozhodující roli při snižování hmotnosti vozidla a zlepšování palivové účinnosti.
Jeho použití se výrazně rozšířilo v elektrických a hybridních vozidlech, kde hromadné úspory přímo ovlivňují rozsah a výkon.
Typické automobilové komponenty:
- Případy přenosu a Pouzdra na převodovky
- Řízení kol a Sloupce řízení
- Konzoly motoru a Mounts
- Přístrojové panely a Struktury palubní desky
- Housecí spojky, držáky pedálu, a Zrcadlové držáky
Spotřební elektronika
Díky své vynikající kvalitě povrchu, Odsaditelnost tenké stěny, a vlastnosti elektromagnetického stínění, AZ91D se široce používá ve špičkových elektronických zařízeních.
Klíčové aplikace:
- Podvozek notebooku a tabletové rámy
- Pouzdra mobilních telefonů
- Těla digitálních fotoaparátů
- Ohraničení jednotky pevného disku
- Rámce reproduktorů
Jeho schopnost rozptýlit teplo a jeho rigiditu je obzvláště vhodná pro kompaktní, Vysoce výkonná zařízení.
Aerospace a letectví
Zatímco slitiny hořčíku se v leteckém prostoru používají konzervativněji kvůli přísným bezpečnostním předpisům, Slitina hořčíku AZ91D stále najde použití při nízkém zatížení, nekritické strukturální a vnitřní aplikace.
Běžné komponenty:
- Kabiny a kokpitové přílohy
- Elektronické pouzdra a kryty senzoru
- Struktury sedadla
- Držáky vnitřních panelů
Její potenciál opakování (se správným ošetřením) a schopnosti snižování hmoty jsou atraktivní pro budoucí návrhy letadel a UAV.
Lékařské a sportovní vybavení
Díky jeho biokompatibilitě a vysoké tlumení, AZ91D se stále více používá v odvětví lékařského a sportovního vybavení.
Aplikace:
- Ortopedické rovnátka a Protetické rámy
- Rámy na kole a Pouzdra na převodovky
- Hlavy golfového klubu, Tenisové raketové rámy
- Komponenty invalidního vozíku
Díky jeho schopnosti absorbovat vibrace je ideální pro sportovní vybavení vyžadující přesnost a pohodlí.
Průmyslové vybavení & Elektrické nářadí
Nízká hustota hořčíku, pevnost, a trvanlivost činí AZ91D vhodný pro vysoce výkonné průmyslové nástroje a přílohy.
Příklady:
- Power Tool Housengs (NAPŘ., cvičení, pily)
- Přenosné rámečky generátoru
- Pouzdra na čerpadlo a kompresor
- Handheld Instrument Chings
8. Výhody slitiny hořčíku AZ91D
- Poměr vysoké pevnosti k hmotnosti: přináší silný výkon s minimální hmotou
- Vynikající seliobilita: Ideální pro komplex, Komponenty tenké stěny
- Dobrá tlumicí kapacita: Snižuje vibrace v citlivých komponentách
- Recyclabality: Hořčík vyžaduje recyklaci méně energie než hliník nebo ocel
- Zlepšený vzhled povrchu: dosažitelné leštění nebo povlakem
- Tepelné a elektromagnetické stínění
- Spolehlivá rozměrová stabilita při dynamickém zatížení
9. Omezení a výzvy
- Náchylnost k galvanické korozi, zvláště když jsou spojeny s odlišnými kovy
- Omezená tažnost, učinit je nevhodný pro části kritiky
- Problémy s svařovatelností, vyžadující speciální stínění a toky
- Citlivost nečistot: stopování železa, měď, nebo nikl nad prahovou hodnotou vážně snižuje odolnost proti korozi
- Špatný výkon v mořském nebo chemicky agresivním prostředí bez další ochrany
10. Mezinárodní ekvivalentní známky pro AZ91D
| Standardní systém | Jméno známky | UNS číslo | Poznámky |
| ASTM (USA) | AZ91D | M11917 | Podle ASTM B93/B93M-nejběžnější slitiny odlévání |
| ISO (Globální) | M10910 | - | ISO 16220 Označení slitiny hořčíku |
| V (Evropa) | One-MGAL9ZN1 (V 1753) | - | Ekvivalentní chemické a mechanické vlastnosti |
| Je (Japonsko) | Jis h 5202 AZ91D | - | Japonský průmyslový standard pro hořčík |
| GB (Čína) | GB/T. 5153 AZ91D | - | Čínská ekvivalentní specifikace |
11. Srovnání s jinými slitinami hořčíku
AZ91D je často považována za benchmark mezi slitinami odlévání hořčíku.
Však, Když inženýrské lehké komponenty, Je nezbytné porovnat AZ91D s dalšími běžnými slitinami hořčíku a hliníku, aby se stanovilo nejvhodnější pro konkrétní požadavky na aplikaci.
| Vlastnictví / Slitina | AZ91D | AM60 | AZ31 | Hliník 6061 |
| Typ slitiny | Míchané hořčík | Míchané hořčík | Tepané hořčík | Tepaný hliník |
| Primární legovací prvky | ~ 9% al, ~ 1% Zn, Mn | ~ 6% al, Mn | ~ 3% al, ~ 1% Zn, Mn | ~ 1% mg, ~ 0,6% Si |
| Hustota (g/cm³) | 1.81 | 1.80 | 1.77 | 2.70 |
| Pevnost v tahu (MPA) | ~ 230 | ~ 220 | ~ 250 | 275–310 |
| Výnosová síla (MPA) | ~ 160 | ~ 130 | ~ 160 | 240 |
| Prodloužení (%) | 3–7 | 7–10 | 10–20 | 10–17 |
| Tvrdost (Brinell) | 63–70 | ~ 60 | ~ 55 | ~ 95 |
| Castiability/formobilita | Vynikající (zemřít) | Velmi dobré (zemřít) | Dobrý (vytlačování, válcování) | Vynikající (Teaket) |
| Odolnost proti korozi | Mírný (potažené) | Mírný | Mírné až dobré | Vynikající |
| Svařovatelnost | Chudý | Chudý | Dobrý | Vynikající |
| Případy použití | Strukturální díly s likvidací | Automatické díly odolné vůči dopadům | Listy, trubice, extruze | Rámečky, letadlo, stroje |
| Klíčové silné stránky | Vysoká síla k hmotnosti | Vysoká tažnost, houževnatost | Dobrá formobilita, svařovatelnost | Vysoká síla, korozní res. |
| Klíčová omezení | Nízká tažnost, svařovatelnost | Mírně nižší síla | Není vhodné pro lití | Těžší, vyšší náklady na energii |
12. Budoucí trendy a r&D pokyny
Několik r&D trendy si kladou za cíl rozšířit schopnosti slitiny hořčíku AZ91D:
- Pokročilé povlaky: Nanorukturované eloxování a oxidační povlaky mikro-arc zlepšují odolnost proti opotřebení a korozi
- Přírůstky vzácné zeminy: Začlenění prvků jako yttrium, ceru, a neodymium zlepšuje odolnost proti tečení a tepelnou stabilitu
- Hybridní kompozity: Kompozity zesílené hořčíkové matrice (MMCS) Zvyšte sílu a ztuhlost pro letectví a obranu
- Adopce EV: Používejte v pouzdrách baterií, Motor pouzdra, a strukturální rámy pro snížení hmotnosti a prodloužení rozsahu jízdy
13. Závěr
Slitina hořčíku AZ91D zůstává základním kamenem lehkého inženýrství, nabízí vynikající kombinaci sešitelnosti, Mírná mechanická pevnost, a přijatelná odolnost proti korozi.
Vzhledem k tomu, že průmyslová odvětví nadále tlačí na efektivitu a odpovědnost za životní prostředí, Očekává se, že rovina slitiny hořčíku AZ91D poroste, zvláště v kombinaci s špičkovými povlaky a úpravami slitin.
Vlastní roztoky lití od Langhe
Langhe Industry Specializuje se na poskytování vysoce přesných služeb odlévání na míru přizpůsobené vašemu přesnému projektu.
S rozsáhlými odbornostmi v hliníku, zinek, a lití slitiny hořčíku, Poskytujeme komplexní výrobní řešení OEM a ODM pro průmyslová odvětví, jako je automobilový průmysl, elektronika, průmyslové vybavení, a spotřební výrobky.
Co nabízíme:
- Zvyk hliník, zinek, a lití hořčíku
- Vlastní návrh plísní a inženýrská podpora
- Podpora pro prototypování s nízkým objemem a výrobou s vysokým objemem
- Těsné rozměrové tolerance a hladké povrchové úpravy
- Kompletní sekundární operace: CNC obrábění, povrchové úpravy, a shromáždění
Na Langhe, Kombinujeme pokročilé vybavení s přísnou kontrolou kvality, abychom zajistili, že každá komponenta splňuje vaše očekávání výkonu a spolehlivosti.
Od konceptu k konečnému produktu, Jsme vaším důvěryhodným partnerem ve výrobě lití.
Časté časté
Je AZ91D vhodný pro mořské aplikace?
Žádný, pokud není silně potaženo. Jeho míra koroze v mořské vodě přesahuje 0.5 MM/rok - Použití 316 Místo toho pro mořské prostředí nerezová ocel.
Může být az91d svařováno?
Ano, Ale s obtížemi. Je možné svařování laserového nebo TIG s argonovým stíněním, ale vyžaduje odborné znalosti; Mechanické upevnění je preferováno pro efektivitu nákladové efektivity.
Jak se AZ91D porovnává s hliníkem 6061?
Slitina hořčíku AZ91D je 35% lehčí, ale má nižší pevnost v tahu a vyšší míru koroze. Vyniká v kritických aplikacích (NAPŘ., elektronika) kde je 6061 další síla.
Je az91d slitina šetrná k životnímu prostředí?
Ano. To je 95% recyklovatelné, s emitováním výroby 50% méně co₂ než hliník a 80% Méně než ocel (Světové asociace hořčíku).
Která průmyslová odvětví nejvíce těží z použití AZ91D?
Automobilový průmysl (Snížení hmotnosti), elektronika (přenosnost), a Aerospace (palivová účinnost)—Přinstrukce, kde lehká váha vede výkon a úspory nákladů.
