1. Uvod
AZ91D je najčešće korištena legura magnezijevog lijevanja širom svijeta, poznat po izuzetnoj kombinaciji laganih svojstava, odljenost, i mehanička čvrstoća.
Dok industrije guraju granice učinka materijala, a istovremeno imaju za cilj smanjiti emisiju ugljika i poboljšati učinkovitost goriva, AZ91D magnezijska legura postala je vitalno rješenje za lagano inženjerstvo.
2. Što je legura magnezija AZ91D?
AZ91D je legura na bazi magnezija prvenstveno sastavljena od aluminij (9%), cinkov (1%), i mangan (~ 0,2–0,3%), s magnezijem kao ravnotežom.
Oznaka "A”Stoji za Aluminij (A) i Cinkov (Z), Glavni legirajući elementi, Dok je broj 91 Označava približno 9% Al i 1% Zn.
Pismo "D ” predstavlja određenu ocjenu optimiziranu za visoki pritisak kasting s izvrsnom fluidnošću i dimenzionalnom stabilnošću.
Kemijski sastav legure magnezija AZ91D
(Tipične vrijednosti po težini%)
| Element | Sadržaj (%) | Funkcija / Svrha |
| Magnezij (Mg) | Uravnotežiti | Bazni metal, pruža lagana svojstva |
| Aluminij (Al) | 8.3 - 9.7 | Poboljšava snagu, tvrdoća, i odvezenost |
| Cinkov (Zn) | 0.35 - 1.0 | Povećava otpornost na čvrstoću i koroziju |
| Mangan (MN) | 0.15 - 0.5 | Neutralizira željezo, Poboljšava otpornost na koroziju |
| Silicij (I) | ≤ 0.10 | Ograničeno na smanjenje krhkosti |
| Bakar (Pokrajina) | ≤ 0.030 | Nečistoća - biti ograničeno da se izbjegne korozija |
| Nikla (U) | ≤ 0.002 | Nečistoća - vrlo štetna za otpor korozije |
| Željezo (FE) | ≤ 0.005 | Mora se minimizirati kako bi se održao performanse korozije |
3. Fizička svojstva legure magnezija AZ91D
| Vlasništvo | Tipična vrijednost | Bilješke |
| Gustoća | ~ 1,81 g/cm³ | ~ 35% lakši od aluminija, ~ 78% lakši od čelika |
| Raspon topljenja | 595–640 ° C | Omogućava učinkovito lijevanje matrice s dobrom fluidnošću |
| Toplinska vodljivost | ~ 72 w/m · k | Niži od čistog magnezija, ali pogodan za toplotne sudopere |
| Električna vodljivost | ~ 6,8 ms/m | Niži od aluminija; Nije idealno za vodljive komponente |
| Koeficijent toplinskog ekspanzije | ~ 26 x 10⁻⁶ /° C | Viši od čelika; mora uzeti u obzir u više materijalnih zglobova |
| Specifična toplina | ~ 1,05 j/g · k | Nešto viši od aluminija |
| Prigušivanje | Visok | Superiorna apsorpcija vibracija - idealna za smanjenje NVH |
4. Mehanička svojstva legure magnezija AZ91D
AZ91D magnezijev legura široko se smatra najizraženijim magnezijskim legura, nudeći uravnoteženi profil snage, ukočenost, i odvezenost.
Iako se ne podudara s snagom nekih kovanih aluminijskih legura, pruža izvrsne mehaničke performanse za lagane primjene, posebno u velikom količini, okruženje za lijevanje na mreži.
Tipična mehanička svojstva (As-livano stanje)
| Vlasništvo | Tipična vrijednost | Primjedbe |
| Krajnja zatezna čvrstoća | 230 MPA (33 ksi) | Odgovarajući za mnoge strukturne komponente |
| Snaga popuštanja (0.2% nagib) | 160 MPA (23 ksi) | Dobro za lagane aplikacije za opterećenje |
| Izduženje na pauzi | 3% - 7% | Umjerena duktilnost; osjetljiv na brzinu hlađenja i kvalitetu lijevanja |
| Brinell tvrdoća | 63 - 70 HB | Mekši od većine aluminijskih legura; Dovoljno za umjerenu otpornost na habanje |
| Modul elastičnosti | ~ 45 GPA | ~ 70% krutosti aluminija; treba uzeti u obzir u namjeni sklonim vibracijama |
| Snaga umora (10⁷ ciklusi) | ~ 105 MPa | Stabilan pod cikličkim opterećenjima; Ovisi o površinskom stanju i nedostacima |
| Snaga smicanja | ~ 145 MPa | Važno u torzijskim i pričvršćivama |
5. Korozijska otpornost legure magnezija AZ91D
AZ91D ima umjerena otpornost na koroziju, što se može značajno poboljšati površinskim tretmanima.
Prisutnost β-faza, bogat aluminijem, tvori galvanske parove na granicama zrna, koja mogu postati mjesta za inicijaciju korozije, posebno u fiziološkom ili vlažnom okruženju.
Uobičajene metode zaštite uključuju:
- Prevlaci za pretvorbu kromata
- Anodiziranje
- Elektrostatička ili tekuća slika
- Praškasti premazi
- Katodna zaštita
Nedavni napredak u legiranju-poput malih dodataka kalcija ili elemenata rijetke zemlje-pokazalo se da poboljšavaju otpornost na koroziju smanjujući kontinuitet β-faze i rafiniranje struktura zrna zrna.
6. Lijevanje & Proizvodnja razmatranja legure magnezija AZ91D
AZ91D je najčešće korištena legura magnezija u lijevanju visokog pritiska (HPDC) Zbog svoje izuzetne karapilnosti, dimenzijska stabilnost, i izvrsna površinska završna obrada.
Karakteristike lijevanja
Izvrsna fluidnost
Magnezijev legura AZ91D pokazuje superiornu fluidnost u usporedbi s mnogim legurama magnezija i aluminija.
To mu omogućava da lako napuni tanko zid i složene kalupe, što je bitno za dijelove poput elektroničkih kućišta, Nakupine instrumenata, i slučajevi prijenosa.
Niska tendencija za vruće suzanje
Zahvaljujući svom optimiziranom aluminijskom sadržaju (~ 9%), AZ91D održava nizak rizik od vrućeg pucanja tijekom učvršćivanja. To omogućava odljeve visoke integracije s manje unutarnjih oštećenja.
Fina mikrostruktura u HPDC
Kasting visokog pritiska kastinga rezultira brzim učvršćivanjem (~ 10⁴ k/s), stvarajući finozrnatu mikrostrukturu koja poboljšava završnu snagu i površinu.
Međutim, može zarobiti malo poroznosti ili oksidnih inkluzija ako se ne kontrolira.
Preferirani postupak proizvodnje: Kasting visokog pritiska kastinga (HPDC)
- Učinkovitost vremena ciklusa: Tipična vremena ciklusa kreću se od 30 do 90 sekundi, Podržavanje masovne proizvodnje.
- Sposobnost u blizini net-oblika: Potrebna je minimalna obrada zbog čvrstih tolerancija i izvrsne replikacije plijesni.
- Stabilnost visoke dimenzije: Dobro za komponente koje zahtijevaju precizno uklapanje, poput mjenjača i nosača.
Ostale manje uobičajene metode lijevanja za AZ91D:
- Gravitacijska kasting matrice (za niže količine)
- Tiksomolding (Polu čvrsta obrada s poboljšanim mehaničkim svojstvima i manjom poroznošću)
- Lijevanje pijeska (nije idealno zbog loše fluidnosti u okruženju niskog tlaka)
Obrada i naknadna obrada
Obradivost
Magnezijev legura AZ91D nudi umjerenu obradivost. Njegove sile niskog rezanja i izvrsno stvaranje čipa su prednosti.
Međutim, legura relativno niska tvrdoća i visoka kemijska reaktivnost mogu dovesti do trošenja alata i izgrađenog stvaranja ruba ako se ne upravlja pravilno.
Ključne preporuke:
- Upotrijebiti oštro, obloženi alati za karbid.
- Nanesite tekućine za rezanje topive u vodi kako biste spriječili oksidaciju i poboljšali završnu obradu.
- Izbjegavajte suhu obradu zbog rizika od paljenja čipa (Iako je magnezij manje zapaljiv nego što se često pretpostavlja).
Spajanje & Izazovi zavarivanja
Zavarivanje AZ91D je teško zbog stvaranja stabilnih površinskih oksida i ograničenog raspona topljivosti legure legure.
- Fuzijsko zavarivanje (Tig/ja) je nije preporučeno bez posebnog oklopnog i prethodnog čišćenja.
- Tehnike spajanja u čvrstom stanju kao Zavarivanje miješanja trenja ili mehaničko pričvršćivanje su učinkovitiji.
- Ljepljivo vezanje koristi se i u elektroničkoj i automobilskim dijelovima s različitim materijalima.
7. Primjena legure magnezija AZ91D
AZ91D je jedna od najčešće korištenih legura magnezija na svijetu, prvenstveno zbog izvrsnog omjera snage i težine, superiorna odljevanost, I dobar površinski završetak.
Ovi atributi čine ga idealnim za lagane strukturne i polustrukturne primjene u više industrija.
Automobilska industrija
Magnezijev legura AZ91D igra kritičnu ulogu u smanjenju težine vozila i poboljšanju učinkovitosti goriva.
Njegova se upotreba značajno proširila u električnim i hibridnim vozilima, Tamo gdje masovna ušteda izravno utječe na raspon i performanse.
Tipične automobilske komponente:
- Slučajevi prijenosa i Kućišta zupčanika
- Kotačići i upravljački stupovi
- Zagrade motora i nosači
- Ploče s instrumentima i strukture nadzorne ploče
- Kućišta kvačila, nosači pedale, i ogledalo
Potrošačka elektronika
Zbog izvrsne kvalitete površine, tankog zida, i svojstva elektromagnetskog oklopa, AZ91D se široko koristi u vrhunskim elektroničkim uređajima.
Ključne aplikacije:
- Šasija laptopa i okviri tableta
- Kućišta mobilnih telefona
- Tijela digitalnih kamera
- Uloge za pogon na tvrdom disku
- Okviri zvučnika
Njegova sposobnost rasipanja topline i krutosti čine je posebno prikladnom za kompakt, uređaji visokih performansi.
Zrakoplovstvo i zrakoplovstvo
Dok se magnezijske legure koriste konzervativnije u zrakoplovstvu zbog strogih sigurnosnih propisa, AZ91D magnezijev legura još uvijek nalazi upotrebu u niskom opterećenju, nekritične strukturne i unutarnje primjene.
Uobičajene komponente:
- Odjeli za kabinu i pilotsku kabinu
- Elektronička kućišta i Pokrivači senzora
- Strukture sjedala
- Nosači unutarnjih ploča
Njegov potencijal koji nije otpadan (pravilnim tretmanom) i mogućnosti smanjenja mase atraktivne su za buduće dizajne kabinskih zrakoplova i UAV.
Medicinska i sportska oprema
Zahvaljujući svojoj biokompatibilnosti i velikom prigušnom kapacitetu, AZ91D se sve više koristi u sektoru medicinske i sportske opreme.
Prijave:
- Ortopedski i protetski okviri
- Okviri za bicikle i Kućišta zupčanika
- Glave golf kluba, okviri teniskih reketa
- Komponente invalidskih kolica
Njegova sposobnost apsorbiranja vibracija čini je idealnim za sportsku opremu koja zahtijeva preciznost i udobnost.
Industrijska oprema & Električni alati
Magana gustoća magnezija, jačina, i izdržljivost čine AZ91D prikladnim za industrijske alate i kućište visokih performansi.
Primjeri:
- Kućišta alata za napajanje (Npr., bušilice, pile)
- Prijenosni okviri generatora
- Kućišta pumpe i kompresora
- Ručni instrumenti za instrumente
8. Prednosti AZ91D legure magnezija
- Omjer visoke snage i težine: pruža snažne performanse s minimalnom masom
- Superiorna odljevanost: Idealno za kompleks, Komponente tankog zida
- Dobar kapacitet prigušivanja: smanjuje vibraciju u osjetljivim komponentama
- Reciklalnost: Magnezij zahtijeva manje energije za recikliranje od aluminija ili čelika
- Poboljšani površinski izgled: ostvarivo poliranjem ili premazom
- Toplinski i elektromagnetska zaštita
- Pouzdana dimenzijska stabilnost u dinamičnom opterećenju
9. Ograničenja i izazovi
- Osjetljivost na galvansku koroziju, Pogotovo kada je u kombinaciji s različitim metalima
- Ograničena duktilnost, čineći ga neprikladnim za dijelove kritičnih utjecaja
- Problemi s zavarivanjem, zahtijevaju posebnu zaštitu i tokove
- Osjetljivost nečistoće: željezo, bakar, ili nikl iznad razine praga ozbiljno smanjuje otpornost na koroziju
- Loši učinak u morskim ili kemijski agresivnim okruženjima Bez dodatne zaštite
10. Međunarodne ekvivalentne ocjene za AZ91D
| Standardni sustav | Naziv razreda | UNS broj | Bilješke |
| Astm (SAD) | AZ91D | M11917 | Prema ASTM B93/B93M-najčešća legura za lijevanje diela |
| ISO (Globalan) | M10910 | - | ISO 16220 Oznaka magnezija legura |
| U (Europa) | Jedan mgal9zn1 (U 1753) | - | Ekvivalentna kemijska i mehanička svojstva |
| On je (Japan) | Jis h 5202 AZ91D | - | Japanski industrijski standard za magnezij od lijeva |
| GB (Kina) | GB/T 5153 AZ91D | - | Kineska ekvivalentna specifikacija |
11. Usporedba s ostalim legurama magnezija
AZ91D se često smatra referentnom vrijednosti među legurama magnezije.
Međutim, Kada inženjerstvo lagane komponente, Važno je usporediti AZ91D s drugim uobičajenim legurama magnezija i aluminija kako biste odredili najbolje prikladne za određene zahtjeve za primjenom.
| Vlasništvo / Legura | AZ91D | AM60 | AZ31 | Aluminij 6061 |
| Legura | Magnezij | Magnezij | Kovan magnezij | Kovan aluminij |
| Primarni legirajući elementi | ~ 9% al, ~ 1% Zn, MN | ~ 6% al, MN | ~ 3% al, ~ 1% Zn, MN | ~ 1% mg, ~ 0,6% SI |
| Gustoća (g/cm³) | 1.81 | 1.80 | 1.77 | 2.70 |
| Zatečna čvrstoća (MPA) | ~ 230 | ~ 220 | ~ 250 | 275–310 |
| Snaga popuštanja (MPA) | ~ 160 | ~ 130 | ~ 160 | 240 |
| Produženje (%) | 3–7 | 7–10 | 10–20 | 10–17 |
| Tvrdoća (Brinell) | 63–70 | ~ 60 | ~ 55 | ~ 95 |
| Kastabilnost/formabilnost | Izvrstan (kasting) | Vrlo dobar (kasting) | Dobro (istiskivanje, kotrljanje) | Izvrstan (kovan) |
| Otpor korozije | Umjeren (obložen) | Umjeren | Umjereno do dobro | Izvrstan |
| Zavarivost | Siromašan | Siromašan | Dobro | Izvrstan |
| Koristi slučajevi | Strukturni dijelovi lijevanja | Auto dijelovi otporni na utjecaj | Plahta, cijevi, ekstruzija | Okviri, zrakoplov, strojevi |
| Ključne snage | Visoku snagu prema težini | Visoka duktilnost, žilavost | Dobra oblikovanje, zavarivost | Visoka snaga, korozija res. |
| Ključna ograničenja | Niska duktilnost, zavarivost | Nešto niža čvrstoća | Nije prikladno za lijevanje matrice | Teži, veći trošak energije |
12. Budući trendovi i R&D upute
Nekoliko r&D Trendovi imaju za cilj proširiti mogućnosti legure magnezija AZ91D:
- Napredni premazi: Nano-strukturirani anodizacijski i mikro-arc oksidacijski premazi poboljšavaju habanje i korozijsku otpornost
- Rijetki dodaci Zemlje: Uključivanje elemenata poput Ytrium, cerijum, a neodimij poboljšava otpornost na puzanje i toplinsku stabilnost
- Hibridni kompoziti: Ojačani kompoziti matrice magnezija (MMCS) Povećajte snagu i krutost za zrakoplovstvo i obranu
- Usvajanje EV: Koristite u kućištima baterija, Kućišta za motore, i strukturne okvire za smanjenje težine i proširenje raspona vožnje
13. Zaključak
AZ91D Magnezijev legura ostaje kamen temeljac laganog inženjerstva, nudeći vrhunsku kombinaciju castibility, umjerena mehanička čvrstoća, i prihvatljiva otpornost na koroziju.
Kako se industrije i dalje guraju prema učinkovitosti i odgovornosti za okoliš, Očekuje se da će uloga magnezijevog legura AZ91D rasti, posebno u kombinaciji s vrhunskim premazima i modifikacijama legura.
Langhe
Langhe industrija specijaliziran za pružanje usluga visokog preciznog lijevanja prilagođenih vašim potrebama za projektom.
S opsežnom stručnošću u aluminiji, cinkov, i magnezijska legura matiranja, Pružamo sveobuhvatna rješenja za proizvodnju OEM -a i ODM -a za industrije poput automobila, elektronika, industrijska oprema, i potrošački proizvodi.
Što nudimo:
- Običaj aluminij, cinkov, i magnezij kasting
- Interni dizajn kalupa i inženjerska podrška
- Podrška i za prototipiranje niskog volumena i proizvodnju velikog volumena
- Tijesne dimenzijske tolerancije i glatke površinske završne obrade
- Kompletne sekundarne operacije: CNC obrada, površinski obrada, i skupština
Na Laga, Kombiniramo naprednu opremu sa strogom kontrolom kvalitete kako bismo osigurali da svaka komponenta ispunjava vaše performanse i očekivanja pouzdanosti.
Od koncepta do konačnog proizvoda, Mi smo vaš pouzdani partner u proizvodnji kastinga.
Česta pitanja
Je li AZ91D pogodan za morske aplikacije?
Ne, Osim ako je jako obloženo. Njegova stopa korozije u morskoj vodi premašuje 0.5 mm/godina - upotreba 316 Umjesto toga, nehrđajući čelik za morsko okruženje.
Može li az91d biti zavaren?
Da, Ali s poteškoćama. Moguće je lasersko ili tig zavarivanje s oklopom argona, ali zahtijeva stručnost; Preferira se mehaničko pričvršćivanje radi isplativosti.
Kako se AZ91D uspoređuje s aluminijom 6061?
Magnezijev legura AZ91D je 35% lakši, ali ima nižu vlačnu čvrstoću i veću stopu korozije. Izvrsno se izvrsno (Npr., elektronika) gdje je dodatna snaga 6061 nepotrebna.
Je az91d legura ekološki prihvatljiv?
Da. Jest 95% recikliran, s emitiranjem proizvodnje 50% manje co₂ od aluminija i 80% Manje od čelika (Svjetsko udruženje magnezija).
Koje industrije najviše imaju koristi od korištenja AZ91D?
Automobilizam (smanjenje težine), elektronika (prenosivost), i zrakoplovstvo (Učinkovitost goriva)- Industrije u kojima lagano utječe na performanse i uštedu troškova.
