1. Perkenalan
AZ91D adalah paduan casting magnesium yang paling banyak digunakan di seluruh dunia, Terkenal karena kombinasi yang luar biasa dari sifat ringan, kemampuan cast, dan kekuatan mekanis.
Karena industri mendorong batas kinerja material sambil bertujuan untuk mengurangi emisi karbon dan meningkatkan efisiensi bahan bakar, Paduan magnesium AZ91D telah muncul sebagai solusi penting untuk rekayasa ringan.
2. Apa itu paduan magnesium AZ91D?
AZ91D adalah paduan berbasis magnesium yang terutama terdiri dari aluminium (9%), seng (1%), Dan Mangan (~ 0,2-0,3%), dengan magnesium sebagai keseimbangan.
Penunjukan "ITU“Singkatan dari Aluminium (A) Dan Seng (Z), elemen paduan utama, sedangkan nomornya 91 menunjukkan kira -kira 9% Al dan 1% Zn.
Surat itu “D" mewakili nilai spesifik yang dioptimalkan untuk tekanan tinggi pengecoran mati dengan fluiditas yang sangat baik dan stabilitas dimensi.
Komposisi kimia paduan magnesium AZ91D
(Nilai khas dengan bobot%)
| Elemen | Isi (%) | Fungsi / Tujuan |
| Magnesium (Mg) | Keseimbangan | Logam dasar, memberikan sifat ringan |
| Aluminium (Al) | 8.3 - - 9.7 | Meningkatkan kekuatan, kekerasan, dan castability |
| Seng (Zn) | 0.35 - - 1.0 | Meningkatkan kekuatan dan ketahanan korosi |
| Mangan (M N) | 0.15 - - 0.5 | Menetralkan besi, meningkatkan resistensi korosi |
| Silikon (Dan) | ≤ 0.10 | Terbatas untuk mengurangi kerapuhan |
| Tembaga (Cu) | ≤ 0.030 | Kenajisan - harus terbatas untuk menghindari korosi |
| Nikel (Di dalam) | ≤ 0.002 | Kenajisan - sangat berbahaya bagi resistensi korosi |
| Besi (Fe) | ≤ 0.005 | Harus diminimalkan untuk mempertahankan kinerja korosi |
3. Sifat fisik paduan magnesium AZ91D
| Milik | Nilai khas | Catatan |
| Kepadatan | ~ 1.81 g/cm³ | ~ 35% lebih ringan dari aluminium, ~ 78% lebih ringan dari baja |
| Rentang leleh | 595–640 ° C. | Memungkinkan casting die yang efisien dengan fluiditas yang baik |
| Konduktivitas termal | ~ 72 w/m · k | Lebih rendah dari magnesium murni tetapi cocok untuk heat sink |
| Konduktivitas Listrik | ~ 6,8 ms/m | Lebih rendah dari aluminium; tidak ideal untuk komponen konduktif |
| Koefisien Ekspansi Termal | ~ 26 x 10⁻⁶ /° C | Lebih tinggi dari baja; harus mempertimbangkan dalam sambungan multi-bahan |
| Panas spesifik | ~ 1.05 J/G · k | Sedikit lebih tinggi dari aluminium |
| Kapasitas redaman | Tinggi | Penyerapan Getaran Superior - Ideal untuk Pengurangan NVH |
4. Sifat mekanik paduan magnesium AZ91D
Paduan magnesium AZ91D secara luas dianggap sebagai paduan magnesium die-cast yang paling mampu secara struktural, menawarkan profil kekuatan yang seimbang, kekakuan, dan castability.
Meskipun tidak cocok dengan kekuatan beberapa paduan aluminium tempa, Ini memberikan kinerja mekanik yang sangat baik untuk aplikasi yang ringan, terutama dalam volume tinggi, lingkungan casting bentuk net.
Sifat mekanik yang khas (Kondisi as-cast)
| Milik | Nilai khas | Perkataan |
| Kekuatan tarik pamungkas | 230 MPa (33 ksi) | Memadai untuk banyak komponen struktural |
| Kekuatan luluh (0.2% mengimbangi) | 160 MPa (23 ksi) | Bagus untuk aplikasi penahan beban ringan |
| Perpanjangan saat istirahat | 3% - - 7% | Daktilitas sedang; peka terhadap laju pendinginan dan kualitas casting |
| Kekerasan Brinell | 63 - - 70 HB | Lebih lembut dari kebanyakan paduan aluminium; cukup untuk ketahanan aus sedang |
| Modulus elastisitas | ~ 45 GPa | ~ 70% dari kekakuan aluminium; harus dipertimbangkan dalam penggunaan rawan getaran |
| Kekuatan kelelahan (10⁷ Siklus) | ~ 105 MPa | Stabil di bawah beban siklik; Tergantung pada kondisi dan cacat permukaan |
| Kekuatan geser | ~ 145 MPa | Penting dalam aplikasi torsional dan pengikat |
5. Resistansi korosi paduan magnesium AZ91D
AZ91D memiliki Resistensi korosi sedang, yang dapat ditingkatkan secara signifikan melalui perawatan permukaan.
Kehadiran β-fase, Kaya Aluminium, membentuk pasangan galvanik di batas gandum, yang bisa menjadi situs inisiasi korosi, khususnya di lingkungan saline atau lembab.
Metode perlindungan umum termasuk:
- Pelapis konversi kromat
- Anodisasi
- Lukisan elektrostatik atau cair
- Pelapis bubuk
- Perlindungan katodik
Kemajuan baru-baru ini dalam paduan-seperti penambahan kecil kalsium atau elemen langka-telah ditunjukkan untuk meningkatkan resistensi korosi dengan mengurangi kontinuitas fase β dan penyempurnaan struktur biji-bijian.
6. Pengecoran & Pertimbangan pembuatan paduan magnesium AZ91D
AZ91D adalah paduan magnesium yang paling banyak digunakan dalam casting mati bertekanan tinggi (HPDC) Karena castability yang luar biasa, stabilitas dimensi, dan permukaan akhir yang sangat baik.
Karakteristik casting
Fluiditas yang sangat baik
Magnesium Alloy AZ91D menunjukkan fluiditas superior dibandingkan dengan banyak magnesium dan paduan aluminium.
Ini memungkinkannya untuk mengisi cetakan berdinding tipis dan kompleks dengan mudah, yang penting untuk bagian -bagian seperti rumah elektronik, Cluster instrumen, dan kasus transmisi.
Kecenderungan rendah untuk merobek
Berkat konten aluminium yang dioptimalkan (~ 9%), AZ91D mempertahankan risiko retak panas yang rendah selama pemadatan. Ini memungkinkan coran integritas tinggi dengan cacat internal yang lebih sedikit.
Struktur mikro halus di HPDC
Casting mati bertekanan tinggi menghasilkan pemadatan yang cepat (~ 10⁴ k/s), Memproduksi struktur mikro berbutir halus yang meningkatkan kekuatan dan permukaan akhir.
Namun, itu mungkin menjebak beberapa porositas atau inklusi oksida jika tidak dikontrol dengan baik.
Proses manufaktur yang disukai: Casting mati bertekanan tinggi (HPDC)
- Efisiensi waktu siklus: Waktu siklus khas berkisar dari 30 ke 90 detik, Mendukung produksi massal.
- Kemampuan dekat bentuk-bentuk: Pemesinan minimal diperlukan karena toleransi yang ketat dan replikasi cetakan yang sangat baik.
- Stabilitas dimensi tinggi: Baik untuk komponen yang membutuhkan kecocokan tepat, seperti gearbox dan kurung.
Metode casting lain yang kurang umum untuk AZ91D:
- Gravity Die Casting (untuk volume yang lebih rendah)
- Thixomolding (Pemrosesan semi-padat dengan sifat mekanik yang lebih baik dan lebih sedikit porositas)
- Casting pasir (tidak ideal karena fluiditas yang buruk di lingkungan bertekanan rendah)
Pemesinan dan pasca pemrosesan
Kemampuan mesin
Magnesium Alloy AZ91D menawarkan kemampuan mesin sedang. Kekuatan pemotongan rendah dan pembentukan chip yang sangat baik adalah keuntungan.
Namun, Kekerasan paduan yang relatif rendah dan reaktivitas kimia yang tinggi dapat menyebabkan keausan pahat dan pembentukan tepi yang dibangun jika tidak dikelola dengan benar.
Rekomendasi utama:
- Gunakan tajam, Alat karbida yang dilapisi.
- Oleskan cairan pemotongan yang larut dalam air untuk mencegah oksidasi dan meningkatkan hasil akhir.
- Hindari pemesinan kering karena risiko pengapian chip (meskipun magnesium kurang mudah terbakar dari yang sering diasumsikan).
Bergabung & Tantangan pengelasan
Pengelasan AZ91D sulit karena pembentukan oksida permukaan yang stabil dan kisaran kelarutan padat yang terbatas paduan.
- Pengelasan fusi (Tig/aku) adalah tidak direkomendasikan tanpa perisai khusus dan pra-pembersihan.
- Solid-State bergabung dengan teknik menyukai Pengelasan gesekan gesekan atau pengikat mekanis lebih efektif.
- Ikatan perekat juga digunakan dalam elektronik dan bagian otomotif dengan bahan yang berbeda.
7. Aplikasi paduan magnesium AZ91D
AZ91D adalah salah satu paduan casting magnesium yang paling banyak digunakan di dunia, terutama karena rasionya yang sangat kuat terhadap berat, Castability yang unggul, dan permukaan akhir yang bagus.
Atribut ini membuatnya ideal untuk aplikasi struktural dan semi-struktural yang ringan di berbagai industri.
Industri otomotif
Magnesium Alloy AZ91D memainkan peran penting dalam mengurangi berat kendaraan dan meningkatkan efisiensi bahan bakar.
Penggunaannya telah berkembang secara signifikan pada kendaraan listrik dan hibrida, di mana penghematan massal secara langsung berdampak pada rentang dan kinerja.
Komponen otomotif yang khas:
- Kasus transmisi Dan Perumahan Perlengkapan
- Roda kemudi Dan kolom kemudi
- Kurung mesin Dan dudukan
- Panel instrumen Dan Struktur Dasbor
- Rumah kopling, Kurung pedal, Dan Kurung cermin
Elektronik Konsumen
Karena kualitas permukaannya yang sangat baik, Castability dinding tipis, dan sifat pelindung elektromagnetik, AZ91D banyak digunakan di perangkat elektronik kelas atas.
Aplikasi utama:
- Sasis laptop Dan bingkai tablet
- Rumah ponsel
- Badan Kamera Digital
- Hard Disk Drive Enclosures
- Bingkai pembicara
Kemampuannya untuk menghilangkan panas dan kekakuannya membuatnya sangat cocok untuk kompak, Perangkat berkinerja tinggi.
Aerospace dan Penerbangan
Sementara paduan magnesium digunakan lebih konservatif dalam ruang angkasa karena peraturan keamanan yang ketat, Paduan magnesium AZ91D masih menemukan penggunaan dalam beban rendah, aplikasi struktural dan interior non-kritis.
Komponen umum:
- Kandang kabin dan kokpit
- Rumah elektronik Dan penutup sensor
- Struktur bingkai kursi
- Kurung panel interior
Potensi penahan api (dengan perawatan yang tepat) dan kemampuan pengurangan massa menarik untuk desain kabin pesawat dan UAV di masa depan.
Peralatan medis dan olahraga
Berkat biokompatibilitasnya dan kapasitas redaman yang tinggi, AZ91D semakin banyak digunakan di sektor peralatan medis dan olahraga.
Aplikasi:
- Kawat gigi ortopedi Dan bingkai prostetik
- Bingkai sepeda Dan Perumahan Perlengkapan
- Kepala klub golf, Bingkai raket tenis
- Komponen kursi roda
Kemampuannya untuk menyerap getaran membuatnya ideal untuk peralatan olahraga yang membutuhkan presisi dan kenyamanan.
Peralatan Industri & Perangkat Daya
Kepadatan rendah magnesium, kekuatan, dan daya tahan membuat AZ91D cocok untuk alat dan lampiran industri berkinerja tinggi.
Contoh:
- Power Tool Housings (MISALNYA., latihan, gergaji)
- Bingkai generator portabel
- Pompa dan Kompresor Rumah
- Casing instrumen genggam
8. Keuntungan Paduan Magnesium AZ91D
- Rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi: memberikan kinerja yang kuat dengan massa minimal
- Castability yang unggul: Ideal untuk kompleks, komponen dinding tipis
- Kapasitas redaman yang baik: Mengurangi getaran dalam komponen sensitif
- Daur ulang: Magnesium membutuhkan lebih sedikit energi untuk mendaur ulang daripada aluminium atau baja
- Penampilan permukaan yang lebih baik: Dapat dicapai dengan pemolesan atau lapisan
- Perisai termal dan elektromagnetik
- Stabilitas dimensi yang andal dalam pemuatan dinamis
9. Keterbatasan dan tantangan
- Kerentanan terhadap korosi galvanik, terutama saat digabungkan dengan logam yang berbeda
- Daktilitas Terbatas, membuatnya tidak cocok untuk bagian-bagian yang sangat penting
- Masalah las, membutuhkan pelindung khusus dan fluks
- Sensitivitas pengotor: Lacak besi, tembaga, atau nikel di atas tingkat ambang batas sangat mengurangi resistensi korosi
- Kinerja yang buruk di lingkungan kelautan atau agresif secara kimia tanpa perlindungan tambahan
10. Nilai setara internasional untuk AZ91D
| Sistem Standar | Nama kelas | Nomor uns | Catatan |
| Astm (Amerika Serikat) | AZ91D | M11917 | Sesuai ASTM B93/B93M-Paduan Casting Paling Umum |
| Iso (Global) | M10910 | - - | Iso 16220 Penunjukan paduan magnesium |
| DI DALAM (Eropa) | One-MGAL9ZN1 (DI DALAM 1753) | - - | Sifat kimia dan mekanik yang setara |
| Dia (Jepang) | JIS H. 5202 AZ91D | - - | Standar Industri Jepang untuk Magnesium Die-Cast |
| GB (Cina) | GB/T. 5153 AZ91D | - - | Spesifikasi setara Cina |
11. Perbandingan dengan paduan magnesium lainnya
AZ91D sering dianggap sebagai patokan di antara paduan die-casting magnesium.
Namun, Saat merekayasa komponen ringan, Sangat penting untuk membandingkan AZ91D dengan paduan magnesium dan aluminium umum lainnya untuk menentukan yang paling cocok untuk permintaan aplikasi tertentu.
| Milik / Paduan | AZ91D | AM60 | AZ31 | Aluminium 6061 |
| Tipe paduan | Magnesium Die-Cast | Magnesium Die-Cast | Magnesium tempa | Aluminium tempa |
| Elemen paduan primer | ~ 9% al, ~ 1% Zn, M N | ~ 6% al, M N | ~ 3% al, ~ 1% Zn, M N | ~ 1% mg, ~ 0,6% Si |
| Kepadatan (g/cm³) | 1.81 | 1.80 | 1.77 | 2.70 |
| Kekuatan tarik (MPa) | ~ 230 | ~ 220 | ~ 250 | 275–310 |
| Kekuatan luluh (MPa) | ~ 160 | ~ 130 | ~ 160 | 240 |
| Pemanjangan (%) | 3–7 | 7–10 | 10–20 | 10–17 |
| Kekerasan (Brinell) | 63–70 | ~ 60 | ~ 55 | ~ 95 |
| Kemampuan casta/kemampuan formulir | Bagus sekali (pengecoran mati) | Sangat bagus (pengecoran mati) | Bagus (ekstrusi, bergulir) | Bagus sekali (ditempa) |
| Resistensi korosi | Sedang (dilapisi) | Sedang | Sedang hingga bagus | Bagus sekali |
| Kemampuan las | Miskin | Miskin | Bagus | Bagus sekali |
| Menggunakan kasus | Bagian die-cast struktural | Bagian mobil tahan dampak | Lembaran, tabung, ekstrusi | Bingkai, pesawat terbang, mesin |
| Kekuatan utama | Kekuatan tinggi-untuk-berat | Keuletan tinggi, kekerasan | Formabilitas yang baik, kemampuan las | Kekuatan tinggi, Res. |
| Batasan utama | Keuletan rendah, kemampuan las | Kekuatan yang sedikit lebih rendah | Tidak cocok untuk casting mati | Lebih berat, biaya energi yang lebih tinggi |
12. Tren masa depan dan r&Dary D
Beberapa r&D Tren bertujuan untuk memperluas kemampuan Magnesium Alloy AZ91D:
- Pelapis lanjutan: Pelapisan anodisasi dan oksidasi mikro-arc-mikro meningkatkan keausan dan ketahanan korosi
- Penambahan Bumi Jarang: Menggabungkan elemen seperti yttrium, cerium, dan neodymium meningkatkan ketahanan creep dan stabilitas termal
- Komposit hibrida: Komposit matriks magnesium yang diperkuat (MMCS) Tingkatkan kekuatan dan kekakuan untuk dirgantara dan pertahanan
- Adopsi EV: Gunakan dalam selubung baterai, rumah motor, dan bingkai struktural untuk mengurangi berat dan memperluas jarak mengemudi
13. Kesimpulan
Paduan Magnesium AZ91D tetap menjadi landasan teknik ringan, Menawarkan kombinasi castability yang unggul, kekuatan mekanik sedang, dan resistensi korosi yang dapat diterima.
Karena industri terus mendorong ke arah efisiensi dan tanggung jawab lingkungan, Peran Magnesium Alloy AZ91D diperkirakan akan tumbuh, Terutama bila dikombinasikan dengan pelapis mutakhir dan modifikasi paduan.
Solusi casting custom di langhe
Industri Langhe Khusus dalam memberikan layanan casting die presisi tinggi yang disesuaikan dengan kebutuhan proyek Anda yang tepat.
Dengan keahlian yang luas dalam aluminium, seng, dan magnesium alloy die casting, Kami menyediakan solusi manufaktur OEM dan ODM yang komprehensif untuk industri seperti otomotif, elektronik, Peralatan Industri, dan produk konsumen.
Apa yang kami tawarkan:
- Kebiasaan aluminium, seng, dan magnesium die casting
- Desain cetakan dan dukungan rekayasa in-house
- Dukungan untuk prototipe volume rendah dan produksi volume tinggi
- Toleransi dimensi yang ketat dan lapisan permukaan halus
- Operasi sekunder lengkap: pemesinan CNC, Perawatan permukaan, dan perakitan
Pada Langhe, Kami menggabungkan peralatan canggih dengan kontrol kualitas yang ketat untuk memastikan setiap komponen memenuhi kinerja dan harapan keandalan Anda.
Dari konsep ke produk akhir, Kami adalah mitra tepercaya Anda di manufaktur casting die.
FAQ
Apakah AZ91D cocok untuk aplikasi laut?
TIDAK, kecuali sangat dilapisi. Tingkat korosi pada air laut melebihi 0.5 mm/tahun - gunakan 316 Stainless steel sebagai gantinya untuk lingkungan laut.
Bisakah az91d dilas?
Ya, tetapi dengan susah payah. Pengelasan laser atau TIG dengan pelindung argon dimungkinkan tetapi membutuhkan keahlian; pengikat mekanis lebih disukai untuk efektivitas biaya.
Bagaimana AZ91D dibandingkan dengan aluminium 6061?
Magnesium Alloy AZ91D adalah 35% lebih ringan tetapi memiliki kekuatan tarik yang lebih rendah dan tingkat korosi yang lebih tinggi. Itu unggul dalam aplikasi kritis berat (MISALNYA., elektronik) di mana kekuatan ekstra 6061 tidak perlu.
Adalah paduan AZ91D yang ramah lingkungan?
Ya. Dia 95% dapat didaur ulang, dengan pemancaran produksi 50% kurang co₂ dari aluminium dan 80% Kurang dari baja (Asosiasi Magnesium Dunia).
Industri mana yang paling diuntungkan dari penggunaan AZ91D?
Otomotif (pengurangan berat badan), elektronik (Portabilitas), dan dirgantara (efisiensi bahan bakar)—Antinden di mana ringan berkeinginan kinerja dan penghematan biaya.
