1. Wstęp
AZ91D jest najczęściej stosowanym stopem odlewanym magnezem na całym świecie, znany z wyjątkowej kombinacji lekkich nieruchomości, Wydajność, i siła mechaniczna.
W miarę jak branże przekraczają granice wydajności materiału, jednocześnie dążąc do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla i poprawy oszczędności paliwowej, Stop magnezowy AZ91D pojawił się jako istotne rozwiązanie dla lekkiej inżynierii.
2. Co to jest stop magnezu AZ91D?
AZ91D to stop na bazie magnezu składający się głównie z aluminium (9%), cynk (1%), I mangan (~ 0,2–0,3%), z magnezem jako równowagą.
Oznaczenie „.”Oznacza Aluminium (A) I Cynk (Z), główne elementy stopowe, podczas liczby 91 wskazuje w przybliżeniu 9% Al i 1% Zn.
List „D" reprezentuje określoną ocenę zoptymalizowaną pod kątem wysokiego ciśnienia Die casting z doskonałą płynnością i stabilnością wymiarową.
Skład chemiczny stopu magnezu AZ91D
(Typowe wartości według wagi%)
| Element | Treść (%) | Funkcjonować / Zamiar |
| Magnez (Mg) | Balansować | Metal bazowy, zapewnia lekkie właściwości |
| Aluminium (Glin) | 8.3 - - 9.7 | Poprawia siłę, twardość, i zdolność do obsady |
| Cynk (Zn) | 0.35 - - 1.0 | Zwiększa wytrzymałość i odporność na korozję |
| Mangan (Mn) | 0.15 - - 0.5 | Zneutralizuje żelazo, Poprawia odporność na korozję |
| Krzem (I) | ≤ 0.10 | Ograniczone do zmniejszenia kruchości |
| Miedź (Cu) | ≤ 0.030 | Nieczystość - nie ograniczyć się do uniknięcia korozji |
| Nikiel (W) | ≤ 0.002 | Nieczystość - bardzo szkodliwe dla odporności na korozję |
| Żelazo (Fe) | ≤ 0.005 | Należy zminimalizować, aby utrzymać wydajność korozji |
3. Właściwości fizyczne stopu magnezu AZ91D
| Nieruchomość | Typowa wartość | Notatki |
| Gęstość | ~ 1,81 g/cm³ | ~ 35% lżejsze niż aluminium, ~ 78% lżejszy niż stal |
| Zakres topnienia | 595–640 ° C. | Umożliwia wydajne odcieki z dobrą płynnością |
| Przewodność cieplna | ~ 72 W/m · k | Niższe niż czyste magnez, ale odpowiednie do radiatorów |
| Przewodność elektryczna | ~ 6,8 ms/m | Niższe niż aluminium; nie jest idealny do komponentów przewodzących |
| Współczynnik rozszerzalności cieplnej | ~ 26 x 10⁻⁶ /° C | Wyższy niż stal; należy wziąć pod uwagę w połączeniach wielomateriałowych |
| Ciepło właściwe | ~ 1,05 J/g · k | Nieco wyższe niż aluminium |
| Zdolność tłumienia | Wysoki | Najwyższa wchłanianie wibracji - idealna dla redukcji NVH |
4. Właściwości mechaniczne stopu magnezu AZ91D
Stop magnezowy AZ91D jest powszechnie uważany za najbardziej zdolny strukturalnie stop z odcięcia magnezu, Oferowanie zrównoważonego profilu siły, sztywność, i zdolność do obsady.
Chociaż nie pasuje do siły niektórych kutego aluminium, zapewnia doskonałą wydajność mechaniczną dla lekkich aplikacji, Zwłaszcza w dużej objętości, środowiska odlewania w kształcie siatki.
Typowe właściwości mechaniczne (Warunki od cykli)
| Nieruchomość | Typowa wartość | Uwagi |
| Ostateczna wytrzymałość na rozciąganie | 230 MPA (33 Ksi) | Odpowiednie dla wielu elementów strukturalnych |
| Granica plastyczności (0.2% zrównoważyć) | 160 MPA (23 Ksi) | Dobre do lekkich zastosowań o obciążeniu |
| Wydłużenie w przerwie | 3% - - 7% | Umiarkowana plastyczność; wrażliwy na szybkość chłodzenia i jakość rzucania |
| Twardość Brinell | 63 - - 70 HB | Bardziej miękkie niż większość stopów aluminium; wystarczająca do umiarkowanego odporności na zużycie |
| Moduł elastyczności | ~ 45 GPA | ~ 70% sztywności aluminium; należy wziąć pod uwagę w zastosowaniach podatnych na wibracje |
| Siła zmęczenia (10⁷ Cykle) | ~ 105 MPa | Stabilne pod obciążeniami cyklicznymi; zależy od stanu powierzchni i defektów |
| Siła ścinania | ~ 145 MPa | Ważne w aplikacjach skrętnych i złączników |
5. Odporność na korozję stopu magnezu AZ91D
AZ91D ma Umiarkowana odporność na korozję, które można znacznie poprawić poprzez zabiegi powierzchniowe.
Obecność faza β, bogaty w aluminium, tworzy pary galwaniczne na granicach ziarna, które mogą stać się miejscami inicjacyjnymi korozji, szczególnie w środowiskach soli fizjologicznej lub wilgotnej.
Wspólne metody ochrony obejmują:
- Powłoki konwersji chromianu
- Anodowanie
- Malarstwo elektrostatyczne lub płynne
- Powłoki proszkowe
- Ochrona katodowa
Ostatnie postępy w stopowaniu-takie jak małe dodatki pierwiastków wapnia lub rzadkiej ziemi-wykazano, że zwiększają odporność na korozję poprzez zmniejszenie ciągłości fazy β i rafinację struktur ziarna.
6. Odlew & Rozważania produkcyjne AZ91D stopu magnezu
AZ91D jest najczęściej stosowanym stopem magnezu w odlewie matrycy wysokociśnieniowej (HPDC) Ze względu na wyjątkową obsługę, Stabilność wymiarowa, i doskonałe wykończenie powierzchniowe.
Charakterystyka rzucania
Doskonała płynność
Stop magnezowy AZ91D wykazuje doskonałą płynność w porównaniu z wieloma stopami magnezu i aluminium.
To pozwala łatwo wypełnić cienkościenne i złożone formy, co jest niezbędne dla części takich jak obudowy elektroniczne, Klastry instrumentów, i przypadki transmisji.
Niska tendencja do gorącego łzawienia
Dzięki zoptymalizowanej zawartości aluminium (~ 9%), AZ91D utrzymuje niskie ryzyko pękania gorącego podczas zestalania. Umożliwia to odlewy o wysokiej integralności z mniejszą liczbą wad wewnętrznych.
Drobna mikrostruktura w HPDC
Odlewanie matrycy wysokiego ciśnienia powoduje szybkie zestalenie (~ 10⁴ k/s), wytwarzanie drobnoziarnistej mikrostruktury, która poprawia wytrzymałość i wykończenie powierzchniowe.
Jednakże, Może zatrzymać wtrącenia porowatości lub tlenku, jeśli nie są dobrze kontrolowane.
Preferowany proces produkcji: Odlewanie matrycy wysokiego ciśnienia (HPDC)
- Wydajność czasu cyklu: Typowe czasy cyklu wahają się od 30 Do 90 towary drugiej jakości, wspieranie masowej produkcji.
- Zdolność w pobliżu shape: Potrzebne jest minimalne obróbki z powodu ścisłych tolerancji i doskonałej replikacji pleśni.
- Wysokiej stabilność wymiarowa: Dobry do komponentów wymagających precyzyjnego dopasowania, takie jak skrzynie biegów i wsporniki.
Inne mniej powszechne metody odlewania dla AZ91D:
- Casting grawitacyjny (dla niższych woluminów)
- Thixomolding (Półzutyczne przetwarzanie z ulepszonymi właściwościami mechanicznymi i mniejszą porowatością)
- Casting piasku (nie jest idealny z powodu słabej płynności w środowiskach niskiego ciśnienia)
Obróbka i przetwarzanie
Maszyna
Stop magnezowy AZ91D oferuje umiarkowaną maszyna. Jego siły o niskiej trawieniu i doskonałe tworzenie chipów są zaletami.
Jednakże, stosunkowo niska twardość stopu i wysoka reaktywność chemiczna może prowadzić do zużycia narzędzia i tworzenia krawędzi, jeśli nie jest odpowiednio zarządzane.
Kluczowe zalecenia:
- Użyj ostrego, Pokryte narzędzia do węglików.
- Zastosuj rozpuszczalne w wodzie płyny tnące, aby zapobiec utlenianiu i poprawić wykończenie.
- Unikaj suchej obróbki z powodu ryzyka zapłonu chipowego (Chociaż magnez jest mniej łatwopalny niż często zakładany).
Łączący & Wyzwania związane z spawaniem
Spawanie AZ91D jest trudne ze względu na tworzenie się stabilnych tlenków powierzchniowych i ograniczonego zakresu rozpuszczalności stałej stopu.
- Spawanie fuzji (Tig/Me) Jest nie zalecane Bez specjalnych ochrony i czyszczenia przed.
- Techniki łączenia w stanie stałym tak jak Spawanie zamieszania tarcia Lub Mechaniczne mocowanie są bardziej skuteczne.
- Łączenie kleju jest również stosowany w częściach elektronicznych i motoryzacyjnych z odmiennymi materiałami.
7. Zastosowania stopu magnezu AZ91D
AZ91D jest jednym z najczęściej stosowanych stopów odlewanych magnezu na świecie, przede wszystkim ze względu na doskonały stosunek wytrzymałości do masy, doskonała możliwość, i dobre wykończenie powierzchniowe.
Te atrybuty sprawiają, że jest idealny do lekkich zastosowań strukturalnych i półstrukturalnych w wielu branżach.
Przemysł motoryzacyjny
Stop magnezowy AZ91D odgrywa kluczową rolę w zmniejszaniu masy pojazdu i poprawie efektywności paliwowej.
Jego zastosowanie znacznie się rozszerzyło w pojazdach elektrycznych i hybrydowych, gdzie masowe oszczędności bezpośrednio wpływa na zakres i wydajność.
Typowe komponenty motoryzacyjne:
- Przypadki transmisji I Obudowy na sprzęt
- Koła kierownicze I Kolumny sterujące
- Wsporniki silnika I wierzchowce
- Panele instrumentów I Struktury deski rozdzielczej
- Obudowy sprzęgła, Wsporniki pedałowe, I Wsporniki lustrzane
Elektronika konsumpcyjna
Ze względu na doskonałą jakość powierzchni, Cienka ściana, i elektromagnetyczne właściwości ekranowania, AZ91D jest szeroko stosowany w wysokiej klasy urządzeniach elektronicznych.
Kluczowe aplikacje:
- Podwozie z laptopa I Ramki tabletu
- Obudowy telefonu komórkowego
- Cyfrowe ciała aparatu
- Obudowy napędu dysku twardego
- Ramy głośników
Jego zdolność do rozproszenia ciepła i sztywności sprawiają, że jest on szczególnie odpowiedni do kompaktowej, Urządzenia o wysokiej wydajności.
Aerospace and Aviation
Podczas gdy stopy magnezu są używane bardziej zachowawczo w lotnisku z powodu ścisłych przepisów bezpieczeństwa, AZ91D stop magnezu nadal znajduje się w niskim obciążeniu, Niekrytyczne zastosowania strukturalne i wnętrza.
Wspólne komponenty:
- Obudowy kabiny i kokpitu
- Obudowy elektroniczne I Pokrowce czujnika
- Struktury ramy siedzeń
- Wsporniki paneli wewnętrznych
Jego potencjał płomienia (z odpowiednim leczeniem) a możliwości redukcji masowej są atrakcyjne do przyszłych projektów kabiny samolotów i UAV.
Sprzęt medyczny i sportowy
Dzięki jego biokompatybilności i wysokiej zdolności tłumienia, AZ91D jest coraz częściej stosowany w sektorach sprzętu medycznego i sportowego.
Aplikacje:
- Ortopedyczne aparaty ortodontyczne I Ramki protetyczne
- Ramki rowerowe I Obudowy na sprzęt
- Głowy klubu golfowego, Ramki rakiet tenisowych
- Komponenty wózka inwalidzkiego
Jego zdolność do wchłaniania wibracji sprawia, że idealnie nadaje się do sprzętu sportowego wymagającego precyzji i komfortu.
Sprzęt przemysłowy & Elektronarzędzia
Niska gęstość magnezu, wytrzymałość, a trwałość sprawiają, że AZ91D odpowiednie do wysokowydajnych narzędzi i obudów przemysłowych.
Przykłady:
- Obudowy elektronarzędzi (NP., ćwiczenia, piły)
- Przenośne ramki generatora
- Pompowanie i sprężarki obudowy
- Ręczne obudowy instrumentów
8. Zalety stopu magnezu AZ91D
- Wysoki stosunek wytrzymałości do ważności: zapewnia silną wydajność przy minimalnej masie
- Doskonała możliwość: Idealny do złożonego, Składniki cienkiej ściany
- Dobra zdolność tłumienia: Zmniejsza wibracje w czułe komponenty
- Recyklabalność: magnez wymaga mniej energii do recyklingu niż aluminium lub stal
- Ulepszony wygląd powierzchni: możliwe do polerowania lub powłoki
- Ekranowanie termiczne i elektromagnetyczne
- Niezawodna stabilność wymiarowa w obciążeniu dynamicznym
9. Ograniczenia i wyzwania
- Podatność na korozję galwaniczną, zwłaszcza w połączeniu z odmiennymi metalami
- Ograniczona plastyczność, czyniąc go nieodpowiednim w przypadku części krytycznych oddziaływania
- Problemy z spawaniem, Wymaganie specjalnych ekranów i strumieni
- Wrażliwość na zanieczyszczenie: Śledź żelazo, miedź, lub nikiel powyżej poziomów progowych poważnie zmniejsza odporność na korozję
- Słaba wydajność w środowiskach morskich lub chemicznie bez dodatkowej ochrony
10. Międzynarodowe oceny równoważne dla AZ91D
| Standardowy system | Nazwa klasy | Numer UNS | Notatki |
| ASTM (USA) | AZ91D | M11917 | Zgodnie z ASTM B93/B93M-najczęstszym stopem odrzutowym |
| ISO (Światowy) | M10910 | - - | ISO 16220 Oznaczenie stopu magnezu |
| W (Europa) | One-Mgal9zn1 (W 1753) | - - | Równoważne właściwości chemiczne i mechaniczne |
| On jest (Japonia) | Jis h 5202 AZ91D | - - | Japoński standard przemysłowy dla magnezu odlewanego |
| GB (Chiny) | GB/T. 5153 AZ91D | - - | Chińska równoważna specyfikacja |
11. Porównanie z innymi stopami magnezu
AZ91D jest często uważany za punkt odniesienia wśród stopów odlewanych przez magnez.
Jednakże, podczas inżynierii lekkich komponentów, Konieczne jest porównanie AZ91D z innymi wspólnymi stopami magnezu i aluminium, aby określić najlepsze dopasowanie do określonych wymagań dotyczących zastosowania.
| Nieruchomość / Stop | AZ91D | AM60 | AZ31 | Aluminium 6061 |
| Typ stopu | Magnez odlewany | Magnez odlewany | Kutego magnezu | Aluminium z kutego |
| Podstawowe elementy stopowe | ~ 9% Al, ~ 1% Zn, Mn | ~ 6% Al, Mn | ~ 3% Al, ~ 1% Zn, Mn | ~ 1% mg, ~ 0,6% Si |
| Gęstość (g/cm³) | 1.81 | 1.80 | 1.77 | 2.70 |
| Wytrzymałość na rozciąganie (MPA) | ~ 230 | ~ 220 | ~ 250 | 275–310 |
| Granica plastyczności (MPA) | ~ 160 | ~ 130 | ~ 160 | 240 |
| Wydłużenie (%) | 3–7 | 7–10 | 10–20 | 10–17 |
| Twardość (Brinell) | 63–70 | ~ 60 | ~ 55 | ~ 95 |
| ODPOWIEDZIALNOŚĆ/FORMATIBACJALNOŚĆ | Doskonały (Die casting) | Bardzo dobry (Die casting) | Dobry (wyrzucenie, walcowanie) | Doskonały (fasonowany) |
| Odporność na korozję | Umiarkowany (pokryty) | Umiarkowany | Umiarkowany do dobrych | Doskonały |
| Spawalność | Słaby | Słaby | Dobry | Doskonały |
| Przypadki użycia | Strukturalne części odlewane | Odporne na uderzenie części samochodowe | Arkusze, rurki, EKRUSIONE | Ramki, samolot, maszyneria |
| Kluczowe mocne strony | Wysoka siła do masy | Wysoka plastyczność, wytrzymałość | Dobra formalność, Spawalność | Wysoka siła, Corrosion Res. |
| Kluczowe ograniczenia | Niska plastyczność, Spawalność | Nieco niższa siła | Nie nadaje się do castingu | Cięższy, wyższy koszt energii |
12. Przyszłe trendy i r&D Wskazówki
Kilka r&D trendy mają na celu rozszerzenie możliwości stopu magnezu AZ91D:
- Powłoki zaawansowane: Nano strukturalne powłoki anodowe i utlenianie mikro-arc poprawiają zużycie i odporność na korozję
- Dodatki ziem rzadkich: Zawierające elementy takie jak itrium, cer, a neodym poprawia odporność na pełzanie i stabilność termiczną
- Kompozyty hybrydowe: Wzmocnione kompozyty macierzy magnezu (MMCS) Zwiększ siłę i sztywność dla lotów i obrony
- Adopcja EV: Używać w obudowach baterii, Obudowy silnikowe, oraz ramki strukturalne w celu zmniejszenia masy i rozszerzenia zasięgu jazdy
13. Wniosek
AZ91D Stop magnezowy pozostaje kamieniem węgielnym lekkiej inżynierii, Oferowanie doskonałej kombinacji możliwości Castiable, Umiarkowana wytrzymałość mechaniczna, i akceptowalny odporność na korozję.
W miarę jak branże nadal naciskają na wydajność i odpowiedzialność za środowisko, Oczekuje się, że rola stopu magnezu AZ91D wzrośnie, szczególnie w połączeniu z najnowocześniejszymi powłokami i modyfikacjami stopu.
Niestandardowe rozwiązania castingowe Langhe
Przemysł Langhe Specjalizuje się w dostarczaniu bardzo precyzyjnych usług castingowych dostosowanych do dokładnych potrzeb projektowych.
Z obszerną wiedzą w dziedzinie aluminium, cynk, i casting z stopu magnezu, Zapewniamy kompleksowe rozwiązania produkcyjne OEM i ODM dla branż takich jak motoryzacyjny, elektronika, sprzęt przemysłowy, i produkty konsumenckie.
Co oferujemy:
- Zwyczaj aluminium, cynk, i odlewanie magnezu
- Wewnętrzna konstrukcja pleśni i wsparcie inżynierskie
- Wsparcie zarówno prototypowania o niskiej objętości, jak i produkcji o dużej objętości
- Ciasne tolerancje wymiarowe i gładkie wykończenia powierzchniowe
- Kompletne operacje wtórne: CNC Mękawka, obróbka powierzchniowa, i montaż
Na Langhe, Łączymy zaawansowany sprzęt z ścisłą kontrolą jakości, aby każdy komponent spełni oczekiwania dotyczące wydajności i niezawodności.
Od koncepcji do produktu końcowego, Jesteśmy twoim zaufanym partnerem w produkcji casting.
FAQ
Czy AZ91D jest odpowiednie do zastosowań morskich?
NIE, Chyba że mocno pokryte. Jego współczynnik korozji w wodzie morskiej przekracza 0.5 MM/rok - Użyj 316 Zamiast tego stal nierdzewna dla środowisk morskich.
Czy można spawać AZ91D?
Tak, Ale z trudem. Spawanie lasera lub TIG z ekranem argonowym jest możliwe, ale wymaga wiedzy specjalistycznej; Mechaniczne mocowanie jest preferowane dla opłacalności.
Jak AZ91D porównuje z aluminium 6061?
Stop magnezowy AZ91D Jest 35% lżejsze, ale ma niższą wytrzymałość na rozciąganie i wyższe wskaźniki korozji. Wyróżnia się w zastosowaniach krytycznych (NP., elektronika) gdzie dodatkowa siła 6061 jest niepotrzebna.
Czy ze stopu AZ91D jest przyjazny dla środowiska?
Tak. To jest 95% recykling, z emitowaniem produkcji 50% mniej CO₂ niż aluminium i 80% Mniej niż stal (Światowe stowarzyszenie magnezu).
Które branże najbardziej korzystają z korzystania z AZ91D?
Automobilowy (redukcja masy ciała), elektronika (ruchliwość), i lotniczy (efektywność paliwa)- Industries, w których lekkie napędzają wydajność i oszczędności kosztów.
