1. Bevezetés
Az AZ91D a legszélesebb körben alkalmazott magnézium-akasztó ötvözet világszerte, a könnyű tulajdonságok kivételes kombinációjáról híres, önthetőség, és a mechanikai erő.
Ahogy az iparágak tolja az anyagi teljesítmény határait, miközben a szén -dioxid -kibocsátás csökkentése és az üzemanyag -hatékonyság javítása céljából törekszik, Az AZ91D magnéziumötvözet létfontosságú megoldásként jelent meg a könnyű műszaki tervezéshez.
2. Mi az AZ91D magnéziumötvözet?
AZ91D egy magnézium-alapú ötvözet, amely elsősorban alumínium (9%), cink (1%), és mangán (~ 0,2–0,3%), magnéziummal, mint az egyensúly.
A megnevezés “AZ”Jelöli Alumínium (A) és Cink (Z), a fő ötvítő elemek, Míg a szám 91 Kb. 9% Al és 1% Zn.
A levél “D ” a nagynyomásra optimalizált speciális fokozatot képviseli fröccsöntés Kiváló folyékonysággal és dimenziós stabilitással.
Az AZ91D magnéziumötvözet kémiai összetétele
(Tipikus értékek súly%)
| Elem | Tartalom (%) | Funkció / Cél |
| Magnézium (Mg) | Egyensúly | Bázisfém, Könnyű tulajdonságokat biztosít |
| Alumínium (Al) | 8.3 - - 9.7 | Javítja az erőt, keménység, és az önthetőség |
| Cink (Zn) | 0.35 - - 1.0 | Javítja az erőt és a korrózióállóságot |
| Mangán (MN) | 0.15 - - 0.5 | Semlegesíti a vasat, javítja a korrózióállóságot |
| Szilícium (És) | ≤ 0.10 | Korlátozott a britség csökkentése érdekében |
| Réz (CU) | ≤ 0.030 | Szennyeződés - korlátozni kell a korrózió elkerülését |
| Nikkel (-Ben) | ≤ 0.002 | Szennyeződés - nagyon káros a korrózióállóságra |
| Vas (FE) | ≤ 0.005 | Minimalizálni kell a korrózió teljesítményének fenntartása érdekében |
3. Az Az91D magnéziumötvözet fizikai tulajdonságai
| Ingatlan | Tipikus érték | Megjegyzések |
| Sűrűség | ~ 1,81 g/cm³ | ~ 35% -kal könnyebb, mint az alumínium, ~ 78% -kal könnyebb, mint az acél |
| Olvadási tartomány | 595–640 ° C | Lehetővé teszi a jó folyékonyságú hatékonyságú öntéseket |
| Hővezető képesség | ~ 72 w/m · k | A tiszta magnéziumnál alacsonyabb, de hűtőbányászathoz alkalmas |
| Elektromos vezetőképesség | ~ 6,8 ms/m | Alacsonyabb, mint az alumínium; Nem ideális vezetőképes alkatrészekhez |
| Hőtágulási együttható | ~ 26 x 10⁻⁶ /° C | Magasabb, mint acél; figyelembe kell venni a multi-anyagi ízületeket |
| Fajlagos hő | ~ 1,05 J/g · K | Valamivel magasabb, mint az alumínium |
| Csillapító képesség | Magas | Kiváló rezgés abszorpció - ideális az NVH redukcióhoz |
4. Az Az91D magnéziumötvözet mechanikai tulajdonságai
Az AZ91D magnéziumötvözetet széles körben a legépen képesek, mint a legépíthetően képesek, késztetett magnéziumötvözet, kiegyensúlyozott erősségi profilt kínálva, merevség, és az önthetőség.
Noha ez nem egyezik néhány kovácsolt alumíniumötvözet erősségével, Kiváló mechanikai teljesítményt nyújt könnyű alkalmazásokhoz, Különösen nagy volumenben, nettó formájú casting környezetek.
Tipikus mechanikai tulajdonságok (As-oltott állapot)
| Ingatlan | Tipikus érték | Megjegyzés |
| Végső szakítószilárdság | 230 MPA (33 KSI) | Megfelelő sok szerkezeti elemhez |
| Hozamszilárdság (0.2% ellensúlyozás) | 160 MPA (23 KSI) | Jó a könnyű terhelés-hordozó alkalmazásokhoz |
| Meghosszabbítás a szünetben | 3% - - 7% | Mérsékelt rugalmasság; Érzékeny a hűtési sebességre és a casting minőségére |
| Brinell keménység | 63 - - 70 HB | Lágyabb, mint a legtöbb alumínium ötvözet; elegendő a mérsékelt kopásállósághoz |
| Rugalmassági modulus | ~ 45 GPA | Az alumínium merevségének ~ 70% -a; a rezgésfürdőben való felhasználás során figyelembe kell venni |
| Kifáradási szilárdság (10⁷ ciklusok) | ~ 105 MPa | Stabil ciklikus terhelések alatt; a felszíni állapotától és hibáitól függ |
| Nyíróerő | ~ 145 MPa | Fontos a torziós és rögzítőelemekben |
5. Az AZ91D magnéziumötvözet korrózióállósága
Az AZ91D -nek van mérsékelt korrózióállóság, amely a felszíni kezelések révén jelentősen javítható.
A β-fázis, gazdag alumíniumban, Galván párokat képez a gabonahatárokon, amely korrózió -iniciációs helyekké válhat, különösen sóoldat vagy párás környezetben.
A közös védelmi módszerek között szerepel:
- Kromátkonverziós bevonatok
- Eloxálás
- Elektrosztatikus vagy folyékony festmény
- Porláncok
- Katódos védelem
Az ötvözés közelmúltbeli fejlődése-például a kalcium vagy a ritka föld elemek kis hozzáadása-kimutatták, hogy javítják a korrózióállóságot a β-fázis folytonosságának csökkentésével és a gabonaszerkezetek finomításával.
6. Öntvény & Az AZ91D magnéziumötvözet gyártási megfontolásai
Az AZ91D a legszélesebb körben használt magnéziumötvözet a nagynyomású szerszám castingban (HPDC) Kivételes önthetősége miatt, dimenziós stabilitás, És kiváló felületi kivitel.
Öntési tulajdonságok
Kiváló folyékonyság
Az AZ91D magnézium -ötvözet kiváló folyékonyságot mutat sok magnézium- és alumíniumötvözethez képest.
Ez lehetővé teszi, hogy könnyen kitöltse a vékonyfalú és összetett formákat, ami elengedhetetlen az alkatrészekhez, például az elektronikus házakhoz, műszercsoportok, és az átviteli esetek.
Alacsony hajlam a forró szakadásra
Az optimalizált alumíniumtartalomnak köszönhetően (~ 9%), Az AZ91D fenntartja a forró repedés alacsony kockázatát a megszilárdulás során. Ez lehetővé teszi a nagy integritású öntvényeket, kevesebb belső hibával.
Finom mikroszerkezet a HPDC -ben
Nagynyomású szerszám casting gyors megszilárdulást eredményez (~ 10⁴ k/s), Finom szemcsés mikroszerkezet előállítása, amely javítja az erőt és a felületet.
Viszont, csapdába ejthet néhány porozitást vagy oxid zárványt, ha nem megfelelően ellenőrzött.
Előnyben részesített gyártási folyamat: Nagynyomású szerszám casting (HPDC)
- Ciklusidő -hatékonyság: A tipikus ciklusidők a 30 hogy 90 másodpercek, A tömegtermelés támogatása.
- Hálózat közeli formájú képessége: Minimális megmunkálásra van szükség a szűk tűrés és a kiváló penész replikáció miatt.
- Nagy dimenziós stabilitás: Jó az alkatrészekhez, amelyek pontos illesztést igényelnek, mint például a sebességváltók és a zárójelek.
Más kevésbé általános casting módszerek az AZ91D -re:
- Gravitációs halálos casting (Alacsonyabb kötetekhez)
- Tixomolding (félig szilárd feldolgozás javított mechanikai tulajdonságokkal és kevesebb porozitással)
- Homoköntés (Nem ideális az alacsony nyomású környezetben a rossz folyékonyság miatt)
Megmunkálás és utófeldolgozás
Megmunkálhatóság
A magnéziumötvözet az AZ91D mérsékelt megmunkálhatóságot kínál. Az alacsony vágású erők és a kiváló chipek kialakulása előnyei.
Viszont, Az ötvözet viszonylag alacsony keménysége és nagy kémiai reakcióképessége a szerszámok kopásához és a beépített élképződéshez vezethet, ha nem megfelelően kezelik.
Legfontosabb ajánlások:
- Használjon éles, bevont karbid szerszámok.
- Vigyen fel vízben oldódó vágófolyadékokat az oxidáció megakadályozása és a felület javítása érdekében.
- Kerülje a száraz megmunkálást a chip -gyújtás kockázata miatt (bár a magnézium kevésbé tűzveszélyes, mint gyakran feltételezik).
Csatlakozás & Hegesztési kihívások
Az AZ91D hegesztése nehéz a stabil felszíni oxidok képződése és az ötvözet korlátozott szilárd oldhatósági tartománya miatt.
- Fúziós hegesztés (Tig/én) az Nem ajánlott Különleges árnyékolás és tisztítás nélkül.
- Szilárdtest-csatlakozási technikák mint Súrlódás keverési hegesztése vagy mechanikus rögzítés hatékonyabbak.
- Ragasztószerelés az elektronikában és az autóalkatrészekben is használják, eltérő anyagokkal.
7. Az AZ91D magnéziumötvözet alkalmazása
Az AZ91D a világ egyik legszélesebb körben alkalmazott magnézium-akasztó ötvözete, Elsősorban a kiváló erő-súly arányának köszönhetően, kiváló castabilitás, És jó felületi kivitel.
Ezek az attribútumok ideálissá teszik a könnyű szerkezeti és félszerkezeti alkalmazásokhoz több iparágban.
Autóipar
A magnézium -ötvözet AZ91D kritikus szerepet játszik a jármű súlyának csökkentésében és az üzemanyag -hatékonyság javításában.
Használata jelentősen kibővült az elektromos és hibrid járművekben, ahol a tömegmegtakarítás közvetlenül a hatótávolság és a teljesítmény.
Tipikus autóalkatrészek:
- Átviteli esetek és fogaskerékházak
- Kormánykerekek és irányítóoszlopok
- Motor konzolok és rögzítőképesség
- Műszertábelek és műszerfal -struktúrák
- Tengelykapcsoló házak, pedálkonzolok, és tükrök
Szórakoztató elektronika
Kiváló felületi minősége miatt, vékony fal önthetőség, és elektromágneses árnyékoló tulajdonságok, Az AZ91D-t széles körben használják a csúcskategóriás elektronikus eszközökben.
Kulcsfontosságú alkalmazások:
- Laptop alváz és tabletta keretek
- Mobiltelefon -házak
- Digitális fényképezőgép testek
- Merevlemez -meghajtóházak
- Hangszóró keretek
A hő eloszlásának képessége és merevsége különösen alkalmas a kompaktra, nagy teljesítményű eszközök.
Űrrepülés és repülés
Míg a magnéziumötvözeteket a szigorú biztonsági előírások miatt konzervatívabban használják a repülőgépben, Az AZ91D magnézium-ötvözet továbbra is használja az alacsony terhelést, Nem kritikus szerkezeti és belső alkalmazások.
Közös alkatrészek:
- Kabin- és pilótafülkék
- Elektronikus házak és érzékelő burkolatok
- Üléskeret -szerkezetek
- Belső panel konzolok
Láng-retardáns potenciálja (Megfelelő kezeléssel) És a tömegcsökkentési képességek vonzóak a jövőbeni repülőgép -kabin tervezéséhez és az UAV -khoz.
Orvosi és sporteszközök
Biokompatibilitási képességének és nagy csillapító képességének köszönhetően, Az AZ91D -t egyre inkább használják az orvosi és sporteszközök ágazatában.
Alkalmazások:
- Ortopéd nadrágtartók és protéziskeretek
- Kerékpárkeretek és fogaskerékházak
- Golfklub vezetői, teniszütő keretek
- Kerekes székből álló alkatrészek
A rezgés elnyelésének képessége ideálissá teszi a sporteszközök számára, amelyek pontosságot és kényelmet igényelnek.
Ipari felszerelés & Elektromos szerszámok
A magnézium alacsony sűrűségű, erő, és a tartósság az AZ91D-t alkalmassá teszi nagy teljesítményű ipari szerszámokra és tartókra.
Példák:
- Elektromos szerszámok házak (PÉLDÁUL., fúrók, fűrészek)
- Hordozható generátor keretek
- Szivattyú- és kompresszor házak
- Kézi műszercsokok
8. Az AZ91D magnéziumötvözet előnyei
- Nagy szilárdság-súly / súly arány: erős teljesítményt nyújt minimális tömeggel
- Kiváló castabilitás: Ideális a komplexhez, vékony falú alkatrészek
- Jó csillapító képesség: Csökkenti a rezgést az érzékeny komponensekben
- Újrahasznosítás: A magnézium kevesebb energiát igényel az újrahasznosításhoz, mint az alumínium vagy acél
- Javított felületi megjelenés: polírozással vagy bevonattal érhető el
- Termikus és elektromágneses árnyékolás
- Megbízható dimenziós stabilitás dinamikus terhelésnél
9. Korlátozások és kihívások
- A galván korrózió iránti érzékenység, Különösen akkor, ha különálló fémekkel párosulnak
- Korlátozott rugalmasság, az ütközés-kritikus alkatrészekhez alkalmatlanná teszi
- Hegeszthetőség problémái, speciális árnyékolás és fluxusok igénylése
- Szennyeződés érzékenysége: nyomkövetés, réz, vagy a küszöbszint feletti nikkel súlyosan csökkenti a korrózióállóságot
- Rossz teljesítmény tengeri vagy kémiailag agresszív környezetben további védelem nélkül
10. Nemzetközi ekvivalens osztályok az AZ91D -hez
| Szabványos rendszer | Osztály neve | UNS szám | Megjegyzések |
| ASTM (Egyesült Államok) | AZ91D | M11917 | A B93/B93M ASTM szerint-a leggyakrabban elárasztott ötvözet |
| ISO (Globális) | M10910 | - - | ISO 16220 magnéziumötvözet jelölése |
| -Ben (Európa) | Egy-mgal9zn1 (-Ben 1753) | - - | Ekvivalens kémiai és mechanikai tulajdonságok |
| Ő az (Japán) | Jis h 5202 AZ91D | - - | Japán ipari szabvány a sajtos magnéziumhoz |
| Gb (Kína) | GB/T 5153 AZ91D | - - | Kínai egyenértékű specifikáció |
11. Összehasonlítva más magnéziumötvözetekkel
Az AZ91D-t gyakran tekintik a magnézium-akasztó ötvözetek közötti referenciaértéknek.
Viszont, Amikor a mérnöki könnyű alkatrészek, Alapvető fontosságú az Az91D összehasonlítása más közös magnézium- és alumíniumötvözetekkel, hogy meghatározzuk a legmegfelelőbb alkalmazási igényeket.
| Ingatlan / Ötvözet | AZ91D | AM60 | AZ31 | Alumínium 6061 |
| Ötvözött típusú | Akasztott magnézium | Akasztott magnézium | Kovácsolt magnézium | Kovácsolt alumínium |
| Elsődleges ötvöző elemek | ~ 9% AL, ~ 1% Zn, MN | ~ 6% AL, MN | ~ 3% Al, ~ 1% Zn, MN | ~ 1% mg, ~ 0,6% SI |
| Sűrűség (G/cm³) | 1.81 | 1.80 | 1.77 | 2.70 |
| Szakítószilárdság (MPA) | ~ 230 | ~ 220 | ~ 250 | 275–310 |
| Hozamszilárdság (MPA) | ~ 160 | ~ 130 | ~ 160 | 240 |
| Meghosszabbítás (%) | 3–7 | 7–10 | 10–20 | 10–17 |
| Keménység (Brinell) | 63–70 | ~ 60 | ~ 55 | ~ 95 |
| Önthetőség/megfogalmazhatóság | Kiváló (fröccsöntés) | Nagyon jó (fröccsöntés) | Jó (ürítés, gördülő) | Kiváló (kidolgozott) |
| Korrózióállóság | Mérsékelt (bevont) | Mérsékelt | Mérsékeltől jó | Kiváló |
| Hegesztés | Szegény | Szegény | Jó | Kiváló |
| Használati eseteket használ | Szerkezeti sajtolt alkatrészek | Ütésálló autóalkatrészek | Ágynemű, csövek, kiömlés | Keretek, repülőgép, gépek |
| Legfontosabb erősségek | Nagy szilárdságú | Magas rugalmasság, szívósság | Jó formálhatóság, hegesztés | Nagy szilárdság, korróziós res. |
| Kulcsfontosságú korlátozások | Alacsony rugalmasság, hegesztés | Kissé alacsonyabb szilárdság | Nem alkalmas castingra | Nehezebb, magasabb energiaköltség |
12. A jövőbeli trendek és R&D Útmutatások
Több r&D A trendek célja a magnéziumötvözet Az91D képességeinek kibővítése:
- Fejlett bevonatok: A nano-strukturált eloxálási és mikro-ív-oxidációs bevonatok javítják a kopás és a korrózióállóságot
- Ritkaföldfémek kiegészítései: Olyan elemek beépítése, mint az yttrium, cérium, és a neodímium javítja a kúszó ellenállást és a termikus stabilitást
- Hibrid kompozitok: Megerősített magnéziummátrix kompozitok (Mmcs) Fokozza az erőt és a merevséget a repülőgép és a védelem szempontjából
- EV -örökbefogadás: Használja az akkumulátor burkolatában, motorházak, és szerkezeti keretek a súlycsökkentés és a vezetési tartomány meghosszabbítása érdekében
13. Következtetés
Az AZ91D magnéziumötvözet továbbra is a könnyű műszaki sarokkövek, Az öntözés kiváló kombinációjának kínálása, mérsékelt mechanikai erő, és elfogadható korrózióállóság.
Mivel az iparágak továbbra is a hatékonyság és a környezeti felelősség felé haladnak, A magnéziumötvözet AZ91D szerepe várhatóan növekszik, Különösen akkor, ha az élvonalbeli bevonatokkal és az ötvözött módosításokkal kombinálják.
Egyéni die casting megoldások Langhe -től
Langhe -ipar A pontos projektigényekhez igazított nagy pontosságú szerszám-casting szolgáltatások nyújtására szakosodott.
Az alumínium széles körű szakértelmével, cink, és a magnéziumötvözetből származó casting, Átfogó OEM és ODM gyártási megoldásokat kínálunk az olyan iparágak számára, mint az autóipar, elektronika, ipari felszerelés, és a fogyasztói termékek.
Amit kínálunk:
- Szokás alumínium, cink, és magnézium -casting
- Házon belüli penész tervezés és mérnöki támogatás
- Támogatás mind az alacsony volumenű prototípus készítéséhez, mind a nagy volumenű termeléshez
- Szűk méretű toleranciák és sima felületi kivitel
- Teljes másodlagos műveletek: CNC megmunkálás, felszíni kezelés, és összeszerelés
-Kor Langhe, A fejlett berendezéseket a szigorú minőség -ellenőrzéssel kombináljuk annak biztosítása érdekében, hogy minden alkatrész megfeleljen az Ön teljesítményének és megbízhatóságának elvárásainak.
A koncepciótól a végtermékig, Mi vagyunk a megbízható partnere a Die Casting gyártásában.
GYIK
Az AZ91D alkalmas -e tengeri alkalmazásokra?
Nem, kivéve, ha erősen bevonják. A korróziós sebessége a tengervízben meghaladja 0.5 mm/év - használj 316 Rozsdamentes acél helyett a tengeri környezethez.
Hegeszthető -e az AZ91D?
Igen, De nehézséggel. Lézer- vagy TIG hegesztés argon árnyékolással lehetséges, de szakértelemre van szükség; A mechanikus rögzítés előnyös a költséghatékonysághoz.
Hogyan hasonlít az AZ91D az alumíniummal 6061?
Magnéziumötvözet AZ91D az 35% könnyebb, de alacsonyabb szakítószilárdsággal és magasabb korróziós sebességgel rendelkezik. Kitűnő a súlykritikus alkalmazásokban (PÉLDÁUL., elektronika) ahol a 6061 extra ereje szükségtelen.
Az AZ91D ötvözet környezetbarát?
Igen. Az 95% újrahasznosítható, a termelés kibocsátásával 50% kevesebb co₂, mint az alumínium és 80% kevesebb, mint acél (Világ magnézium -szövetség).
Mely iparágak részesülnek az AZ91D használatából?
Autóipar (súlycsökkentés), elektronika (hordozhatóság), és az űrrepülés (üzemanyag -hatékonyság)—Irokok, ahol a könnyűsúlyú meghajtja a teljesítményt és a költségmegtakarítást.
