1. Введение
AZ91D является наиболее широко используемым сплавом магния в мире по всему миру, известен своей исключительной комбинацией легких свойств, листовиденность, и механическая прочность.
Поскольку отрасли промышленности расширяют границы материалов, стремясь к сокращению выбросов углерода и повышению эффективности использования топлива, AZ91D сплав магния стал жизненно важным решением для легкой техники.
2. Что такое сплав магния AZ91D?
Az91d является сплавом на основе магния, в основном состоит из алюминий (9%), цинк (1%), и марганец (~ 0,2–0,3%), с магнием как баланс.
Обозначение "А«Означает Алюминий (А) и Цинк (Z.), основные легирующие элементы, пока число 91 указывает приблизительно 9% Al и 1% Zn.
Письмо «D представляет собой конкретную оценку, оптимизированную для высокого давления умирать кастинг с превосходной плавностью и стабильностью размеров.
Химический состав сплава магния AZ91D
(Типичные значения по весу%)
| Элемент | Содержание (%) | Функция / Цель |
| Магний (Мг) | Баланс | Базовый металл, обеспечивает легкие свойства |
| Алюминий (Ал) | 8.3 - 9.7 | Улучшает силу, твердость, и литья |
| Цинк (Zn) | 0.35 - 1.0 | Усиливает силу и коррозионную стойкость |
| Марганец (Мнжен) | 0.15 - 0.5 | Нейтрализует железо, улучшает коррозионную стойкость |
| Кремний (И) | ≤ 0.10 | Ограничен, чтобы уменьшить хрупкость |
| Медь (Cu) | ≤ 0.030 | Примесь - будьте ограничены, чтобы избежать коррозии |
| Никель (В) | ≤ 0.002 | Примесь - очень вредно для коррозионной стойкости |
| Железо (Фей) | ≤ 0.005 | Должен быть сведен к минимуму для поддержания эффективности коррозии |
3. Физические свойства сплава магния AZ91D
| Свойство | Типичное значение | Примечания |
| Плотность | ~ 1,81 г/см сегодня | ~ 35% легче алюминия, ~ 78% легче, чем сталь |
| Диапазон плавления | 595–640 ° C. | Позволяет эффективной ликвидации с хорошей текучестью |
| Теплопроводность | ~ 72 Вт/м · к | Ниже, чем чистый магний, но подходит для радиаторов |
| Электрическая проводимость | ~ 6,8 мс/м | Ниже, чем алюминий; Не идеально для проводящих компонентов |
| Коэффициент термического расширения | ~ 26 x 10⁻⁶ /° C | Выше, чем сталь; должен учитывать в мультиматериальных суставах |
| Удельное тепло | ~ 1,05 j/g · k | Немного выше алюминия |
| Демпфирующая способность | Высокий | Верхняя вибрационная поглощение - доступное для восстановления NVH |
4. Механические свойства сплава магния AZ91D
Азой сплав с магнием AZ91D широко считается наиболее структурно способным сплав с магниевым сплавом., предлагая сбалансированный профиль силы, жесткость, и литья.
Хотя это не соответствует силе некоторых алюминиевых сплавов, Он обеспечивает отличную механическую производительность для легких приложений, Особенно в большом объеме, Среда для литья в форме.
Типичные механические свойства (Ассомированное состояние)
| Свойство | Типичное значение | Замечания |
| Конечная прочность на растяжение | 230 МПА (33 KSI) | Адекватно для многих структурных компонентов |
| Предел текучести условный (0.2% компенсировать) | 160 МПА (23 KSI) | Хорошо для легких приложений с нагрузкой |
| Удлинение при перерыве | 3% - 7% | Умеренная пластичность; чувствителен к скорости охлаждения и качеству литья |
| Бринелл твердость | 63 - 70 HB | Мягче, чем большинство алюминиевых сплавов; Достаточно для умеренной износостойкости |
| Модуль эластичности | ~ 45 ГПа | ~ 70% жесткости алюминия; следует учитывать при склонном вибрации использования |
| Усталость сила (10⁷ Циклы) | ~ 105 МПа | Стабильный под циклическими нагрузками; Зависит от состояния поверхности и дефектов |
| Сила сдвига | ~ 145 МПа | Важно в приложениях с крутящими и крепежными изделиями |
5. Коррозионная стойкость сплава магния AZ91D
Az91d имеет Умеренная коррозионная стойкость, который может быть значительно улучшен с помощью поверхностных обработок.
Присутствие β-фаза, богатый алюминием, формирует гальванические пары на границах зерна, который может стать сайтами инициации коррозии, особенно в солевой или влажной среде.
Общие методы защиты включают:
- Хроматные конверсионные покрытия
- Анодирование
- Электростатическая или жидкая живопись
- Порошковые покрытия
- Катодная защита
Последние достижения в области легирования-такие как небольшие добавления кальциевых или редкоземных элементов-показали, что повышают коррозионную стойкость за счет снижения непрерывности β-фазы и уточнения структур зерна.
6. Кастинг & Производственные соображения сплава магния AZ91D
AZ91D является наиболее широко используемым сплавом магния в литье с высоким давлением. (HPDC) Из -за его исключительной литой, размерная стабильность, и отличная поверхностная отделка.
Характеристики кастинга
Отличная плавность
Магниевый сплав AZ91D демонстрирует превосходную текучесть по сравнению со многими магниевыми и алюминиевыми сплавами.
Это позволяет легко заполнять тонкостенные и сложные формы, что важно для таких деталей, как электронные корпусы, Инструментальные кластеры, и случаи передачи.
Низкая тенденция к горячим разрыву
Благодаря оптимизированному содержанию алюминия (~ 9%), AZ91D поддерживает низкий риск горячего растрескивания во время затвердевания. Это позволяет отливать с высокой интеграцией с меньшим количеством внутренних дефектов.
Тонкая микроструктура в HPDC
Кастинг с высоким давлением приводит к быстрому затвердеванию (~ 10⁴ к/с), создавая мелкозернистую микроструктуру, которая улучшает прочность и отделку поверхности.
Однако, Это может задержать некоторую пористость или включения оксида, если не хорошо контролируется.
Предпочтительный производственный процесс: Кастинг с высоким давлением (HPDC)
- Эффективность времени цикла: Типичное время цикла варьируется от 30 к 90 секунды, Поддержка массового производства.
- Возможность ближней формы: Минимальная обработка необходима из -за плотных допусков и превосходной репликации плесени.
- Высокая стабильность: Подходит для компонентов, требующих точного соответствия, такие как коробки передач и кронштейны.
Другие менее распространенные методы литья для AZ91D:
- Гравитация литья (для более низких объемов)
- Тиксомол (Полусолидная обработка с улучшенными механическими свойствами и меньшей пористостью)
- Кастинг песка (Не идеально из-за плохой текучести в средах низкого давления)
Обработка и пост-обработка
Механизм
Магниевый сплав AZ91D предлагает умеренную обработку. Его низкие силы резки и превосходное образование чипов являются преимуществами.
Однако, Относительно низкая твердость сплава и высокая химическая реакционная способность могут привести к износу инструмента и формированию встроенных краев, если не соответствуют правильному управлению.
Ключевые рекомендации:
- Используйте Sharp, Украшенные карбидные инструменты.
- Нанесите водорастворимые режущие жидкости для предотвращения окисления и улучшения отделки.
- Избегайте сухой обработки из -за риска зажигания чипа (хотя магний менее легко воспламеняется, чем часто предполагалось).
Присоединение & Сварные проблемы
Сварка AZ91D затруднена из -за образования стабильных оксидов поверхности и ограниченного диапазона растворимости сплава сплава..
- Сварка слияния (Тиг/Я) является не рекомендуется без особого экранирования и предварительной очистки.
- Твердовые методы соединения нравиться Сварка трения или механическое крепление более эффективны.
- Клейкая связь также используется в электронике и автомобильных деталях с разнородными материалами.
7. Применение сплава магния AZ91D
AZ91D является одним из наиболее широко используемых сплавов магния в мире, в первую очередь из-за превосходного соотношения силы к весу, превосходная литья, И хорошая поверхностная отделка.
Эти атрибуты делают его идеальным для легкого структурного и полуструктурного применения в нескольких отраслях промышленности.
Автомобильная промышленность
Магниевый сплав AZ91D играет важную роль в снижении веса автомобиля и повышении эффективности использования топлива.
Его использование значительно расширилось в электрических и гибридных транспортных средствах, где экономия массы напрямую влияет на диапазон и производительность.
Типичные автомобильные компоненты:
- Случаи передачи и корпусы передачи
- Рулевые колеса и рулевые колонны
- Двигатели кронштейны и крепления
- Приборные панели и структуры приборной панели
- Корпусы сцепления, педалиные кронштейны, и зеркальные кронштейны
Потребительская электроника
Из -за превосходного качества поверхности, Тонкостенная литье, и электромагнитные экранирующие свойства, AZ91D широко используется в высококлассных электронных устройствах.
Ключевые приложения:
- Ноутбук шасси и планшетные рамки
- Корпуса мобильного телефона
- Цифровые тела камеры
- Корпуса жесткого диска
- Ораторские рамки
Его способность рассеивать тепло, и его жесткость делают его особенно подходящим для компактного, Высокопроизводительные устройства.
Аэрокосмическая и авиация
В то время как магниевые сплавы используются более консервативно в аэрокосмической промышленности из -за строгих правил безопасности, AZ91D Magness Alloy по-прежнему находит использование в низкой загрузке, некритические структурные и внутренние применения.
Общие компоненты:
- Кабины и корпуса кабины
- Электронные корпусы и датчики крышки
- Сооружения кадра
- Внутренние панельные кронштейны
Его пламя-отталкивающий потенциал (с правильным лечением) и возможности массового сокращения привлекательны для будущих конструкций и беспилотников самолетов.
Медицинское и спортивное оборудование
Благодаря его биосовместимости и высокой демпфирующей способности, AZ91D все чаще используется в секторах медицинского и спортивного оборудования.
Приложения:
- Ортопедические брекеты и Протезные рамы
- Велосипедные рамки и корпусы передачи
- Гольф -клуб главы, Теннисные ракетки
- Компоненты инвалидной коляски
Его способность поглощать вибрацию делает его идеальным для спортивного оборудования, требующего точности и комфорта.
Промышленное оборудование & Электроинструменты
Низкая плотность магния, сила, и долговечность делает AZ91D подходящим для высокопроизводительных промышленных инструментов и корпусов.
Примеры:
- Флотичные корпусы (НАПРИМЕР., тренировки, пилы)
- Портативные генераторные рамки
- Корпуса насоса и компрессора
- Управляющие оболочки для инструментов
8. Преимущества сплава магния AZ91D
- Высокое соотношение прочности к весу: обеспечивает сильную производительность с минимальной массой
- Превосходная литья: Идеально подходит для комплекса, тонкостенные компоненты
- Хорошая демпфирующая способность: уменьшает вибрацию в чувствительных компонентах
- Переработка: Магний требует меньшей энергии для переработки, чем алюминий или сталь
- Улучшенный внешний вид поверхности: достижимо с помощью полировки или покрытия
- Тепловая и электромагнитная экранирование
- Надежная стабильность измерения в динамической нагрузке
9. Ограничения и проблемы
- Восприимчивость к гальванической коррозии, Особенно в сочетании с разнородными металлами
- Ограниченная пластичность, сделать его непригодным для критических частей
- Проблемы сварки, требуя специального экранирования и потоков
- Чувствительность примесей: Трассировка железа, медь, или никель выше пороговых уровней значительно снижает коррозионную стойкость
- Плохая производительность в морской или химически агрессивной среде без дополнительной защиты
10. Международные эквивалентные оценки для AZ91D
| Стандартная система | Имя оценки | UNS номер | Примечания |
| Астм (США) | Az91d | M11917 | Согласно ASTM B93/B93M-наиболее распространенный сплав с линейкой. |
| ИСО (Глобальный) | M10910 | - | ИСО 16220 Обозначение сплава магния |
| В (Европа) | One-MGAL9ZN1 (В 1753) | - | Эквивалентные химические и механические свойства |
| Он есть (Япония) | Jis H. 5202 Az91d | - | Японский промышленный стандарт для магния. |
| ГБ (Китай) | ГБ/т 5153 Az91d | - | Китайская эквивалентная спецификация |
11. Сравнение с другими сплавами магния
AZ91D часто считается эталоном среди сплавов с магниями..
Однако, При разработке легких компонентов, Важно сравнить AZ91D с другими общими сплавами магния и алюминиевых сплавов, чтобы определить наилучшее соответствие для конкретных требований применения.
| Свойство / Сплав | Az91d | AM60 | AZ31 | Алюминий 6061 |
| Сплав тип | Магний умирает | Магний умирает | Кованый магний | Корированный алюминий |
| Первичные легирующие элементы | ~ 9% Al, ~ 1% Zn, Мнжен | ~ 6% Al, Мнжен | ~ 3% Al, ~ 1% Zn, Мнжен | ~ 1% мг, ~ 0,6% си |
| Плотность (G/CM³) | 1.81 | 1.80 | 1.77 | 2.70 |
| Предел прочности (МПА) | ~ 230 | ~ 220 | ~ 250 | 275–310 |
| Предел текучести условный (МПА) | ~ 160 | ~ 130 | ~ 160 | 240 |
| Удлинение (%) | 3–7 | 7–10 | 10–20 | 10–17 |
| Твердость (Бринелл) | 63–70 | ~ 60 | ~ 55 | ~ 95 |
| Кастрюли/формируемость | Отличный (умирать кастинг) | Очень хороший (умирать кастинг) | Хороший (экструзия, прокатывание) | Отличный (коричневый) |
| Коррозионная стойкость | Умеренный (покрытый) | Умеренный | От умеренного до хорошего | Отличный |
| Сварка | Бедный | Бедный | Хороший | Отличный |
| Варианты использования | Структурные лицевые детали | Устойчивые к воздействию автомобили | Простыни, трубки, экстразии | Рамы, самолеты, машины |
| Ключевые сильные стороны | Высокая сила до веса | Высокая пластичность, стойкость | Хорошая формируемость, сварка | Высокая сила, Коррозия Res. |
| Ключевые ограничения | Низкая пластичность, сварка | Немного меньшая сила | Не подходит для литья матрицы | Более тяжелый, Более высокая энергетическая стоимость |
12. Будущие тенденции и r&D направления
Несколько р&D Тенденции стремятся расширить возможности магниевого сплава AZ91D:
- Усовершенствованные покрытия: Наноструктурированные анодирование и микроарк-окисление улучшают износ и коррозионную стойкость
- Редкоземельные дополнения: Включение элементов, таких как Yttrium, Cerium, и неодимий повышает сопротивление и термическую устойчивость к ползучести
- Гибридные композиты: Усиленные композиты магния матрицы (MMCS) повысить прочность и жесткость для аэрокосмической и защиты
- EV усыновление: Использовать в оболочках аккумулятора, Моторные корпусы, и структурные рамки для снижения веса и расширения диапазона вождения
13. Заключение
Сплав магния AZ91D остается краеугольным камнем легкого инженера, Предлагая превосходную комбинацию литой, Умеренная механическая прочность, и приемлемое коррозионное сопротивление.
Поскольку отрасли продолжают стремиться к эффективности и экологической ответственности, Ожидается, что роль магниевого сплава AZ91D будет расти, Особенно в сочетании с передовыми покрытиями и модификациями сплава.
Custom Die Casting Solutions от Langhe
Langhe Industry Специализируется на предоставлении услуг кастинга с высокой устильностью..
С обширным опытом в области алюминия, цинк, и магний сплав, Мы предоставляем комплексные производственные решения OEM и ODM для таких отраслей, как Automotive, электроника, промышленное оборудование, и потребительские товары.
Что мы предлагаем:
- Обычай алюминий, цинк, и магниевое литье
- Внутренняя конструкция плесени и инженерная поддержка
- Поддержка как для прототипирования с низким объемом, так и для производства большого объема
- Плотные размерные допуски и гладкая поверхность
- Полные вторичные операции: Обработка с ЧПУ, Поверхностная обработка, и сборка
В Лангх, Мы объединяем передовое оборудование со строгим контролем качества, чтобы обеспечить каждый компонент соответствовал вашей эффективности и надежности ожиданий.
От концепции до конечного продукта, Мы - ваш доверенный партнер по производству кастинга Die Casting.
Часто задаваемые вопросы
AZ91D подходит для морских приложений?
Нет, Если не будет сильно покрыто. Уровень коррозии в морской воде превышает 0.5 мм/год - использование 316 Несполенная сталь вместо морской среды.
Можно ли сварить az91d?
Да, но с трудом. Лазер или сварка Тига с защитой аргона возможна, но требует опыта; Механическое крепление предпочтительнее для экономической эффективности.
Как AZ91D сравнивается с алюминием 6061?
Магний сплав AZ91D является 35% легче, но имеет более низкую прочность на растяжение и более высокие показатели коррозии. Он превосходит в критически важных приложениях (НАПРИМЕР., электроника) где лишняя сила 6061 ненужна.
AZ91D сплав экологически чистым?
Да. Это 95% переработана, с излучением производства 50% меньше, чем алюминий и 80% меньше, чем сталь (Всемирная ассоциация магния).
Какие отрасли выигрывают больше всего от использования AZ91D?
Автомобильная промышленность (снижение веса), электроника (портативность), и аэрокосмическая (топливная эффективность)- Индустрия, где легкие стимулируют производительность и экономию средств.
