Studie av egenskaperna hos gjutna magnesiumlegeringar

Tätheten av magnesiumlegering är mindre än 2g / cm ³ , och det är det lättaste metallstrukturella materialet för närvarande. Dess specifika styrka är högre än aluminiumlegering och stål, men något lägre än fiberförstärkt plast; Dess specifika styvhet är jämförbar med aluminiumlegering och stål, men mycket högre än fiberförstärkta plaster. Dess korrosionsbeständighet är mycket bättre än lågkolstål, som har överskridit den gjutna aluminiumlegeringen A 3 80; dess vibrationsreduktion och magnetiska skärmegenskaper är mycket bättre än aluminiumlegering. Eftersom magnesiumlegeringens dynamiska viskositet är låg, är fyllningshastigheten för magnesiumlegering under samma vätsketilstånd (lika Reynolds index) mycket högre än aluminiumlegering. Dessutom är smältpunkten, specifik värmekapacitet och transformationslatent värme av magnesiumlegering lägre än aluminiumlegering, så smältenergiförbrukningen av magnesiumlegering är mindre, stelningshastigheten är snabbare och den faktiska gjutningsperioden för magnesiumlegering är 50% kortare än aluminiumlegering. Vad mer är, magnesiumlegeringar har en låg affinitet med järn och låg förmåga att lösa järn i fast lösning, så det är inte lätt att fästa på ytan av die, och livslängden på die är 2 ~ 3 gånger högre än aluminiumlegering.

De vanligaste pressgjutna magnesiumlegeringarna är amerikanska kvaliteterna AZ91, AM60, AM50, AM20, AS41 och AE42, som tillhör de fyra serierna Mg-Al-Zn, Mg-Al-Mn, Mg-Al-Si respektive Mg-Al-Re. Följande aspekter av pressgjutna magnesiumlegeringar studeras för närvarande huvudsakligen:

Högtemperaturprestanda för magnesiumlegeringsgjutning:

För närvarande står AZ- och AM-serien av magnesiumlegeringsgjutningar för 90% av fordonsmagnesiumlegeringsgjutningar. Styrkan hos dessa magnesiumlegeringar minskar uppenbarligen när temperaturen är över 150 ℃. De gjutna magnesiumlegeringarna med krypmotstånd över 150 ℃ har utvecklats, såsom AS41A legering (Mg4 3 % Al1% Si0, 3 5% Mn). Dess krypstyrka vid 175 ℃ är bättre än AZ91D och AM60B, och det har högre förlängning, utbytesstyrka och draghållfasthet. Beetle vevhus från VOLKSWAGEN användes för att anta AS41 och AS42, men en modifierad legering AE42 som har bättre krypegenskaper vid höga temperaturer har nyligen införts. Vissa spårämnen, såsom sällsynta jordartselement Y, Nd och Sr, har uppenbar kornraffineringseffekt på den pressgjutna magnesiumlegeringen, vilket kan förbättra hållfastheten och krypmotståndet hos magnesiumlegering gjutning . Till exempel har den nyligen utvecklade AE42 bättre krypmotstånd än den traditionella McAlSi-legeringen och kan användas vid 200 ~ 250 ° C under lång tid. Förbättringen av prestanda vid höga temperaturer hos AS- och AE-legeringar är dock fortfarande begränsad. Gjutegenskaperna hos AS- och AE-legeringar är sämre än hos AZ- och AE-legeringar. Dessutom begränsar den höga kostnaden för sällsynta jordartselement produktionen och tillämpningen av AS- och AE-legeringar.

Kapaciteten hos gjutgods av magnesiumlegering:

För närvarande växer gjutgods av magnesium snabbt i applikationer som kräver säkerhet och hög brotthållfasthet. För att förbättra energiabsorptionsförmågan under arbetsförhållanden bör materialets brotthållfasthet förbättras. Detta kan uppnås genom att minska mängden aluminium i legeringen. AM60 och AM50 används i stor utsträckning i säkerhetskomponenter som instrumentbrädefästen, rattaxlar och säten, och AM20 används för närvarande i sätenas bakre ram. Dessutom är förhållandet mellan frakturförlängning och temperatur ganska nära, särskilt när temperaturen är över 50 ℃, ökar frakturförlängningen med ökningen av temperaturen.

Korrosionsbeständigheten hos magnesiumlegering gjutning:

Korrosionsbeständigheten var också ett hinder för en bredare tillämpning av magnesiumlegeringar. Magnesium har hög kemisk aktivitet, och magnesiumbaserade legeringar och kompositer är benägna att mikrocellkorrosion. Generellt har gjutna magnesiumlegeringar med låg renhet dålig korrosionsbeständighet. Korrosionsbeständigheten hos gjutna magnesiumlegeringar med hög renhet (såsom AZ91D) med strikt specificerade föroreningselement som Fe, Ni och Cu samt AE42 som innehåller sällsynta jordar har överskridit den hos gjutna aluminiumlegeringar A 3 80 i saltspraytest och är mycket bättre än lågkolstål. Korrosionsbeständigheten kan förbättras genom att justera den kemiska sammansättningen, behandla ytan och kontrollera mikrostrukturen. Även om det finns många metoder för att förbättra korrosionsbeständigheten hos magnesiumlegeringsdelar, är dålig korrosionsbeständighet alltid ett tekniskt hinder för att realisera bred tillämpning av magnesiumlegeringsdelar om problemet inte löses från själva materialet.

Anti-flammande magnesiumlegering gjutning:

Tillsatsen av AL (2,5%), BE (0,0005% ~ 0,0 3 % av Be) eller CA-legering till magnesiumlegeringen kan också effektivt förhindra oxidation av den flytande magnesiumlegeringen. För närvarande arbetar vissa forskare på flamskyddsegenskaperna hos magnesiumlegeringar. Om forskningen är framgångsrik kommer magnesiumlegeringar att smältas och gjutas precis som aluminiumlegeringar, vilket kommer att ha ett bredare tillämpningsperspektiv.

Matriskomponenter av magnesiumlegeringar som är förstärkta med kiselkarbidpartiklar har studerats och utvecklats i många år. För närvarande, även om utvecklingen inte har nått stadiet av kommersiell tillämpning inom pressgjutningsområdet, har gjutgods som pumphjul, cykelvevar och bilcylinderfoder tillverkats genom sandgjutning och precisionsgjutning. Dessutom finns det en utvecklingstrend att kombinera detta kompositmaterial med halvfast gjutning och tillämpa det inom gjutning och pressgjutning.