1. 소개
AZ91D는 전 세계에서 가장 널리 사용되는 마그네슘 다이 캐스팅 합금입니다., 경량 특성의 탁월한 조합으로 유명합니다, 주파수, 그리고 기계적 강도.
산업이 탄소 배출량을 줄이고 연료 효율을 향상시키기 위해 재료 성능의 한계를 추진함에 따라, AZ91D 마그네슘 합금은 경량 공학을위한 중요한 솔루션으로 등장했습니다..
2. AZ91D 마그네슘 합금이란 무엇입니까??
AZ91D 주로 구성된 마그네슘 기반 합금입니다 알류미늄 (9%), 아연 (1%), 그리고 망간 (~ 0.2–0.3%), 균형으로 마그네슘이 있습니다.
지정“그만큼"" 알류미늄 (에이) 그리고 아연 (지), 주요 합금 요소, 숫자가있는 동안 91 대략적으로 나타냅니다 9% 알과 1% Zn.
편지“디" 고압에 최적화 된 특정 등급을 나타냅니다 다이 캐스팅 우수한 유동성과 치수 안정성.
AZ91D 마그네슘 합금의 화학적 조성
(중량%의 전형적인 값)
| 요소 | 콘텐츠 (%) | 기능 / 목적 |
| 마그네슘 (Mg) | 균형 | 비금속, 경량 특성을 제공합니다 |
| 알류미늄 (알) | 8.3 - 9.7 | 힘을 향상시킵니다, 경도, 그리고 주파수 |
| 아연 (Zn) | 0.35 - 1.0 | 강도와 부식 저항을 향상시킵니다 |
| 망간 (MN) | 0.15 - 0.5 | 철을 중화시킵니다, 부식 저항을 향상시킵니다 |
| 규소 (그리고) | ≤ 0.10 | Brittleness를 줄이기 위해 제한됩니다 |
| 구리 (Cu) | ≤ 0.030 | 불순물 - 부식을 피하기 위해 제한적입니다 |
| 니켈 (~ 안에) | ≤ 0.002 | 불순물 - 부식성에 상당히 유해합니다 |
| 철 (Fe) | ≤ 0.005 | 부식 성능을 유지하려면 최소화해야합니다 |
3. AZ91D 마그네슘 합금의 물리적 특성
| 재산 | 전형적인 가치 | 메모 |
| 밀도 | ~ 1.81 g/cm³ | 알루미늄보다 ~ 35% 가볍습니다, ~ 78% 강철보다 가벼워집니다 |
| 용융 범위 | 595–640 ° C | 유동성이 우수한 효율적인 다이 캐스팅을 허용합니다 |
| 열전도율 | ~ 72 w/m · k | 순수한 마그네슘보다 낮지 만 방열판에 적합합니다 |
| 전기 전도성 | ~ 6.8ms/m | 알루미늄보다 낮습니다; 전도성 구성 요소에는 이상적이지 않습니다 |
| 열 팽창 계수 | ~ 26 x 10 /° C | 강철보다 높습니다; 다중 물질 조인트에서 고려해야합니다 |
| 비열 | ~ 1.05 J/G · K | 알루미늄보다 약간 높습니다 |
| 댐핑 용량 | 높은 | 우수한 진동 흡수 - NVH 감소를위한 비밀 |
4. AZ91D 마그네슘 합금의 기계적 특성
AZ91D 마그네슘 합금, 균형 잡힌 강도 프로파일을 제공합니다, 단단함, 그리고 주파수.
그것은 단축 된 알루미늄 합금의 강도와 일치하지 않지만, 가벼운 응용 분야에 탁월한 기계적 성능을 제공합니다, 특히 대량으로, 그물 모양의 주조 환경.
전형적인 기계적 특성 (캐스트 조건)
| 재산 | 전형적인 가치 | 발언 |
| 궁극적 인 인장 강도 | 230 MPA (33 KSI) | 많은 구조적 구성 요소에 적합합니다 |
| 항복 강도 (0.2% 오프셋) | 160 MPA (23 KSI) | 가벼운로드 베어링 애플리케이션에 적합합니다 |
| 휴식시 신장 | 3% - 7% | 적당한 연성; 냉각 속도 및 주조 품질에 민감합니다 |
| 브리넬 경도 | 63 - 70 HB | 대부분의 알루미늄 합금보다 부드럽습니다; 적당한 내마모성에 충분합니다 |
| 탄성 계수 | ~ 45 GPA | 알루미늄 강성의 ~ 70%; 진동이 발생하기 쉬운 용도로 고려해야합니다 |
| 피로의 힘 (10cycles) | ~ 105 MPa | 주기적 하중 하에서 안정적입니다; 표면 상태와 결함에 따라 다릅니다 |
| 전단 강도 | ~ 145 MPa | 비틀림 및 패스너 응용 분야에서 중요합니다 |
5. AZ91D 마그네슘 합금의 부식 저항
AZ91D가 있습니다 적당한 부식 저항, 표면 처리를 통해 크게 개선 될 수 있습니다.
의 존재 β- 상, 알루미늄이 풍부합니다, 곡물 경계에서 갈바니 커플을 형성합니다, 부식 시작 사이트가 될 수 있습니다, 특히 식염수 또는 습한 환경에서.
일반적인 보호 방법에는 포함됩니다:
칼슘 또는 희토류 요소의 작은 첨가와 같은 합금의 최근 발전은 β- 상 연속성을 줄이고 곡물 구조를 정제하여 부식성을 향상시키는 것으로 나타났습니다..
6. 주조 & AZ91D 마그네슘 합금의 제조 고려 사항
AZ91D는 고압 다이 캐스팅에서 가장 널리 사용되는 마그네슘 합금입니다. (HPDC) 탁월한 주파수로 인해, 치수 안정성, 그리고 우수한 표면 마감.
주조 특성
우수한 유동성
마그네슘 합금 AZ91D는 많은 마그네슘 및 알루미늄 합금에 비해 우수한 유동성을 나타냅니다..
이것은 얇은 벽과 복잡한 곰팡이를 쉽게 채울 수 있습니다., 전자 하우징과 같은 부품에 필수적입니다, 기기 클러스터, 전송 케이스.
뜨거운 눈물의 경향이 낮습니다
최적화 된 알루미늄 함량 덕분에 (~ 9%), AZ91D는 고정기 동안 뜨거운 균열의 위험이 낮습니다.. 이를 통해 내부 결함이 적은 고지성 주물이 가능합니다.
HPDC의 미세 미세 구조
고압 다이 캐스팅 빠른 응고를 초래합니다 (~ 10 ° K/s), 강도와 표면 마감을 향상시키는 미세한 미세 구조 생산.
하지만, 잘 조절되지 않으면 다공성이나 산화물 내포물을 포획 할 수 있습니다..
선호하는 제조 공정: 고압 다이 캐스팅 (HPDC)
- 사이클 시간 효율성: 일반적인 사이클 시간 범위 30 에게 90 초, 대량 생산 지원.
- Net-Net 자형 기능: 타이트한 공차와 탁월한 금형 복제로 인해 최소 가공이 필요합니다..
- 높은 차원 안정성: 정밀한 맞춤이 필요한 구성 요소에 좋습니다, 기어 박스 및 브래킷과 같은.
AZ91D에 대한 다른 덜 일반적인 주조 방법:
- 중력 다이 캐스팅 (낮은 볼륨의 경우)
- thixomolding (개선 된 기계적 특성 및 덜 다공성을 갖는 반 고체 처리)
- 모래 주조 (저압 환경의 유동성이 좋지 않아 이상적이지 않습니다)
가공 및 후 처리
가공 가능성
마그네슘 합금 AZ91D는 적당한 가공성을 제공합니다. 낮은 절단력과 우수한 칩 형성은 이점입니다..
하지만, 합금의 상대적으로 낮은 경도와 높은 화학 반응성은 제대로 관리되지 않으면 공구 마모 및 구축 된 에지 형성으로 이어질 수 있습니다..
주요 권장 사항:
- Sharp를 사용하십시오, 코팅 된 탄화물 도구.
- 산화를 방지하고 마무리를 개선하기 위해 수용성 절단 유체를 적용하십시오..
- 칩 점화의 위험으로 인해 건식 가공을 피하십시오. (마그네슘은 종종 가정하는 것보다 가연성이 적습니다).
합류 & 용접 문제
용접 AZ91D는 안정적인 표면 산화물의 형성과 합금의 제한된 고체 용해도 범위로 인해 어렵다..
- 퓨전 용접 (TIG/ME) ~이다 권장되지 않습니다 특별한 차폐 및 사전 청소없이.
- 솔리드 스테이트 결합 기술 좋다 마찰 저어 용접 또는 기계적 고정 더 효과적입니다.
- 접착제 결합 다른 재료가있는 전자 및 자동차 부품에서도 사용됩니다..
7. AZ91D 마그네슘 합금의 적용
AZ91D는 세계에서 가장 널리 사용되는 마그네슘 다이 캐스팅 합금 중 하나입니다., 주로 탁월한 힘 대량 비율로 인해 발생합니다, 우수한 주파수, 그리고 좋은 표면 마감.
이러한 속성은 여러 산업 분야의 가벼운 구조 및 반 구조 응용 프로그램에 이상적입니다..
자동차 산업
마그네슘 합금 AZ91D는 차량 중량을 줄이고 연료 효율을 향상시키는 데 중요한 역할을합니다..
전기 및 하이브리드 차량에서는 사용이 크게 확장되었습니다., 대량 절약이 범위와 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.
일반적인 자동차 부품:
- 전송 케이스 그리고 기어 하우징
- 스티어링 휠 그리고 스티어링 칼럼
- 엔진 브래킷 그리고 마운트
- 기기 패널 그리고 대시 보드 구조
- 클러치 하우징, 페달 괄호, 그리고 미러 브래킷
가전제품
우수한 표면 품질로 인해, 얇은 벽 주조, 및 전자기 차폐 특성, AZ91D는 고급 전자 장치에서 널리 사용됩니다.
주요 응용 프로그램:
- 노트북 섀시 그리고 태블릿 프레임
- 휴대폰 하우징
- 디지털 카메라 바디
- 하드 디스크 드라이브 인클로저
- 스피커 프레임
열을 소산하는 능력과 강성은 특히 소형에 적합합니다., 고성능 장치.
항공 우주 및 항공
엄격한 안전 규정으로 인해 마그네슘 합금은 항공 우주에서보다 보수적으로 사용됩니다., AZ91D 마그네슘 합금은 여전히 저하에서 사용된다, 비 임계 구조 및 내부 응용.
일반적인 구성 요소:
- 오두막 및 조종석 인클로저
- 전자 주택 그리고 센서 덮개
- 시트 프레임 구조
- 내부 패널 괄호
화염성 잠재력 (적절한 치료로) 그리고 미래의 항공기 객실 디자인 및 UAV에 대량 감소 기능이 매력적입니다..
의료 및 스포츠 장비
생체 적합성과 높은 감쇠 용량 덕분입니다, AZ91D는 의료 및 스포츠 장비 부문에서 점점 더 많이 사용됩니다..
응용:
- 정형 외과 교정기 그리고 보철 프레임
- 자전거 프레임 그리고 기어 하우징
- 골프 클럽 헤드, 테니스 라켓 프레임
- 휠체어 구성 요소
진동을 흡수하는 능력은 정밀도와 편안함이 필요한 스포츠 장비에 이상적입니다..
산업 장비 & 전동 공구
마그네슘의 저밀도, 힘, 내구성은 AZ91D를 고성능 산업 도구 및 인클로저에 적합하게 만듭니다..
예:
- 전동 공구 하우징 (예를 들어, 훈련, 톱)
- 휴대용 발전기 프레임
- 펌프 및 압축기 하우징
- 핸드 헬드 악기 케이싱
8. AZ91D 마그네슘 합금의 장점
- 높은 강도 대 중량비: 최소 질량으로 강력한 성능을 제공합니다
- 우수한 주파수: 복잡한 것에 이상적입니다, 얇은 벽 구성 요소
- 좋은 감쇠 용량: 민감한 구성 요소의 진동을 줄입니다
- 재활용: 마그네슘은 알루미늄이나 강철보다 재활용하는 데 더 적은 에너지가 필요합니다.
- 표면 모양 향상: 연마 또는 코팅으로 달성 할 수 있습니다
- 열 및 전자기 차폐
- 동적 하중에서 신뢰할 수있는 치수 안정성
9. 한계와 도전
- 갈바니 부식에 대한 감수성, 특히 다른 금속과 결합 될 때
- 제한된 연성, 충격적인 부품에 부적합하게 만듭니다
- 용접 성 문제, 특수 차폐 및 플럭스가 필요합니다
- 불순물 감도: 추적 철, 구리, 또는 임계 값 수준 이상의 니켈은 부식 저항을 심각하게 감소시킵니다
- 해양 또는 화학적으로 공격적인 환경에서의 성능 저하 추가 보호없이
10. AZ91D의 국제 동등한 등급
| 표준 시스템 | 등급 이름 | UN 번호 | 메모 |
| ASTM (미국) | AZ91D | M11917 | ASTM B93/B93M에 따라-가장 일반적인 다이 캐스팅 합금 |
| ISO (글로벌) | M10910 | - | ISO 16220 마그네슘 합금 지정 |
| 안에 (유럽) | ONE-MGAL9ZN1 (안에 1753) | - | 동등한 화학 및 기계적 특성 |
| 그는입니다 (일본) | JIS h 5202 AZ91D | - | 다이 캐스트 마그네슘을위한 일본 산업 표준 |
| GB (중국) | GB/T 5153 AZ91D | - | 중국어 등가 사양 |
11. 다른 마그네슘 합금과 비교
AZ91D는 종종 마그네슘 다이 캐스팅 합금의 벤치 마크로 간주됩니다..
하지만, 가벼운 부품을 엔지니어링 할 때, AZ91D와 다른 공통 마그네슘 및 알루미늄 합금을 비교하여 특정 응용 요구에 가장 적합한 것을 결정하는 것이 필수적입니다..
| 재산 / 합금 | AZ91D | AM60 | AZ31 | 알류미늄 6061 |
| 합금 유형 | 다이 캐스트 마그네슘 | 다이 캐스트 마그네슘 | 단조 마그네슘 | 단조 알루미늄 |
| 1 차 합금 요소 | ~ 9% al, ~ 1% Zn, MN | ~ 6% AL, MN | ~ 3% al, ~ 1% Zn, MN | ~ 1% mg, ~ 0.6% si |
| 밀도 (g/cm³) | 1.81 | 1.80 | 1.77 | 2.70 |
| 인장 강도 (MPA) | ~ 230 | ~ 220 | ~ 250 | 275–310 |
| 항복 강도 (MPA) | ~ 160 | ~ 130 | ~ 160 | 240 |
| 연장 (%) | 3–7 | 7–10 | 10–20 | 10–17 |
| 경도 (브리넬) | 63–70 | ~ 60 | ~ 55 | ~ 95 |
| 주파수/형성성 | 훌륭한 (다이 캐스팅) | 매우 좋은 (다이 캐스팅) | 좋은 (압출, 구르는) | 훌륭한 (꾸민) |
| 부식 저항 | 보통의 (코팅) | 보통의 | 보통에서 좋다 | 훌륭한 |
| 용접 성 | 가난한 | 가난한 | 좋은 | 훌륭한 |
| 사용 사례 | 구조적 다이 캐스트 부품 | 충격 방지 자동 부품 | 시트, 튜브, 압출 | 프레임, 항공기, 기계 |
| 주요 강점 | 강도가 높은 강도 | 높은 연성, 강인함 | 좋은 형성성, 용접 성 | 고강도, 부식 해상도. |
| 주요 제한 | 낮은 연성, 용접 성 | 약간 낮은 강도 | 다이 캐스팅에 적합하지 않습니다 | 더 무겁다, 더 높은 에너지 비용 |
12. 미래의 트렌드와 r&D 방향
여러 r&D 트렌드는 마그네슘 합금 AZ91D의 기능을 확장하는 것을 목표로합니다:
- 고급 코팅: 나노 구조화 된 양극화 및 마이크로 아크 산화 코팅은 마모 및 내식성 향상
- 희토류 추가: yttrium과 같은 요소를 통합합니다, 세륨, 그리고 네오디뮴은 크리프 저항과 열 안정성을 향상시킵니다
- 하이브리드 복합재: 강화 된 마그네슘 매트릭스 복합재 (MMC) 항공 우주 및 방어의 강도와 강성을 향상시킵니다
- EV 채택: 배터리 케이싱에 사용하십시오, 모터 하우징, 무게를 줄이고 운전 범위를 확장하기위한 구조적 프레임
13. 결론
AZ91D 마그네슘 합금은 가벼운 엔지니어링의 초석으로 남아 있습니다, 주파수의 우수한 조합을 제공합니다, 적당한 기계적 강도, 허용 가능한 부식 저항.
산업이 계속 효율성과 환경 책임을 향해 추진함에 따라, 마그네슘 합금 AZ91D의 역할은 성장할 것으로 예상됩니다, 특히 최첨단 코팅 및 합금 변형과 결합 할 때.
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FAQ
AZ91D는 해양 응용에 적합합니다?
아니요, 크게 코팅되지 않는 한. 해수의 부식 속도가 초과됩니다 0.5 mm/년 - 사용 316 해양 환경을위한 스테인레스 스틸.
AZ91D를 용접 할 수 있습니다?
예, 그러나 어려움이 있습니다. 아르곤 차폐가있는 레이저 또는 TIG 용접은 가능하지만 전문 지식이 필요합니다.; 비용 효율성을 위해 기계적 고정이 선호됩니다.
AZ91D는 알루미늄과 어떻게 비교됩니까? 6061?
마그네슘 합금 AZ91D ~이다 35% 가볍지 만 인장 강도는 낮고 부식률이 높습니다.. 그것은 무게가 크리티컬 응용 분야에서 탁월합니다 (예를 들어, 전자 제품) 6061의 추가 강도는 불필요합니다.
AZ91D 합금은 환경 친화적입니다?
예. 그것은 95% 재활용 가능, 생산 방출로 50% 알루미늄보다 적은 coum 80% 강철보다 적습니다 (세계 마그네슘 협회).
어떤 산업이 AZ91D의 사용으로 인해 가장 큰 혜택을받습니다?
자동차 (체중 감소), 전자 제품 (이식성), 항공우주 (연료 효율)- 경량이 성능과 비용 절감을 유발하는 산업.
