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Z91A鎂合金

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AZ91A鎂合金性能

鎂合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金。其特點(diǎn)是：密度小（1.8g/cm3鎂合金左右），比強(qiáng)度高，比彈性模量大，散熱好，消震性好，承受沖擊載荷能力比鋁合金大，耐有機(jī)物和堿的腐蝕性能好。主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金。主要用于航空、航天、運(yùn)輸、化工、火箭等工業(yè)部門(mén)。在實(shí)用金屬中是最輕的金屬，鎂的比重大約是鋁的2/3，是鐵的1/4。它是實(shí)用金屬中的最輕的金屬，高強(qiáng)度、高剛性。

基本簡(jiǎn)介

特性

密度低、比性能好、減震性能好、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能良好、工藝性能良好、耐蝕性能差、易于氧化燃饒、耐熱性差。

產(chǎn)品特點(diǎn)

其加工過(guò)程及腐蝕和力學(xué)性能有許多特點(diǎn)：散熱快、質(zhì)量輕、剛性好、具有一定的耐蝕性和尺寸穩(wěn)定性、抗沖擊、耐磨、衰減性能好及易于回收；另外還有高的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能、無(wú)磁性、屏蔽性好和無(wú)毒的特點(diǎn) 。

應(yīng)用范圍：鎂合金廣泛用于攜帶式的器械和汽車(chē)行業(yè)中，達(dá)到輕量化的目的。

鎂合金的比重雖然比塑料重，但是，單位重量的強(qiáng)度和彈性率比塑料高，所以，在同樣的強(qiáng)度零部件的情況下，鎂合金的零部件能做得比塑料的薄而且輕。另外，由于鎂合金的比強(qiáng)度也比鋁合金和鐵高，因此，在不減少零部件的強(qiáng)度下，可減輕鋁或鐵的零部件的重量。

鎂合金相對(duì)比強(qiáng)度（強(qiáng)度與質(zhì)量之比）最高。比剛度（剛度與質(zhì)量之比）接近鋁合金和鋼，遠(yuǎn)高于工程塑料。

在彈性范圍內(nèi)，鎂合金受到?jīng)_擊載荷時(shí)，吸收的能量比鋁合金件大一半，所以鎂合金具有良好的抗震減噪性能。

鎂合金熔點(diǎn)比鋁合金熔點(diǎn)低，壓鑄成型性能好。鎂合金鑄件抗拉強(qiáng)度與鋁合金鑄件相當(dāng)，一般可達(dá)250MPA，最高可達(dá)600多Mpa。屈服強(qiáng)度，延伸率與鋁合金也相差不大。

鎂合金還個(gè)有良好的耐腐蝕性能，電磁屏蔽性能，防輻射性能，可做到100%回收再利用。

鎂合金件穩(wěn)定性較高壓鑄件的鑄造行加工尺寸精度高，可進(jìn)行高精度機(jī)械加工。

鎂合金具有良好的壓鑄成型性能，壓鑄件壁厚最小可達(dá)0.5mm。適應(yīng)制造汽車(chē)各類(lèi)壓鑄件。

但鎂合金線膨脹系數(shù)很大，達(dá)到25～26 μm/m℃，而鋁合金則為23 μm/m℃，黃銅約20 μm/m℃，結(jié)構(gòu)鋼12 μm/m℃，鑄鐵約10μm/m℃，巖石（花崗巖、大理石等）僅為5～9 μm/m℃，玻璃5～11 μm/m℃。

鎂合金是以鎂為基礎(chǔ)加入其他元素組成的合金。其特點(diǎn)是：密度小，比強(qiáng)度高，彈性模量大，消震性好，承受沖擊載荷能力比鋁合金大，耐腐蝕性能好。主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金。

鎂合金比重在所有結(jié)構(gòu)用合金中屬于最輕者，因此，在不減少零部件的強(qiáng)度下，可減輕鋁或鐵的零部件的重量。鎂合金的比強(qiáng)度明顯高于鋁合金和鋼，比剛度與鋁合金和鋼相當(dāng)。在彈性范圍內(nèi)，鎂合金受到?jīng)_擊載荷時(shí)，吸收的能量比鋁合金件大，所以鎂合金具有良好的抗震減噪性能。在相同載荷下，減振性是鋁的100倍，鈦合金的300～500倍。電磁屏蔽性佳，3C產(chǎn)品的外殼（手機(jī)及電腦）要能夠提供優(yōu)越的抗電磁保護(hù)作用，而鎂合金外殼能夠完全吸收頻率超過(guò)100db的電磁干擾。質(zhì)感佳，鎂合金的外觀及觸摸質(zhì)感極佳，使產(chǎn)品更具豪華感，而且，在空氣中更不容易腐蝕。

鎂合金的散熱相對(duì)與合金來(lái)說(shuō)有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)：根據(jù)公式：Q=dvC△t 其中Q—熱量；d=比重；V=體積；C=比熱容；△t =(t1-t2）變化的溫度；當(dāng)相同體積與形狀的鎂合金與鋁合金，接受相同的熱量Q時(shí)，二者變化的溫度比為：△t/△t=2.74x0.23/1.81x1.05=1/3；即鎂合金為鋁合金的1/3；鎂合金導(dǎo)熱系數(shù)54W/mk；鋁合金導(dǎo)熱系數(shù)100W/mk；相差一倍。意味對(duì)于相同體積與形狀的鎂合金與鋁合金材料的散熱器，某熱源生產(chǎn)的熱量（溫度）鎂合金比鋁合金更容易由散熱片根部傳遞到頂部的速度，頂部更容易達(dá)到高溫。即鋁合金材料的散熱器根部與頂部的溫度差，比鎂合金材料的散熱器小。這意味著由鎂合金材料制作的散熱片根部的空氣溫度與頂部的空氣溫度溫度差，比鋁合金材料制作的散熱片大，因此加速散熱器內(nèi)部空氣的擴(kuò)散對(duì)流，使散熱效率提高。因此，相同溫度，鎂合金的散熱時(shí)間還不用鋁合金的一半。

所以，鎂合金是應(yīng)用于LED及其他燈飾，汽車(chē)應(yīng)用零部件，及其他要求高質(zhì)量，高強(qiáng)度，高韌性配件的理想材料。

應(yīng)用場(chǎng)所

目前，鎂合金在汽車(chē)上的應(yīng)用零部件可歸納為2類(lèi)。

(1）殼體類(lèi)。如離合器殼體、閥蓋、儀表板、變速箱體、曲軸箱、發(fā)動(dòng)機(jī)前蓋、氣缸蓋、空調(diào)機(jī)外殼等。

(2）支架類(lèi)。如方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向支架、剎車(chē)支架、座椅框架、車(chē)鏡支架、分配支架等。

根據(jù)有關(guān)研究，汽車(chē)所用燃料的60%是消耗于汽車(chē)自重，汽車(chē)自重每減輕10%，其燃油效率可提高5%以上；汽車(chē)自重每降低100 kg，每百公里油耗可減少0.7 L左右，每節(jié)約1 L燃料可減少CO2排放2.5 g，年排放量減少30%以上。所以減輕汽車(chē)重量對(duì)環(huán)境和能源的影響非常大，汽車(chē)的輕量化成必然趨勢(shì)。

手機(jī)電話，筆記本電腦上的液晶屏幕的尺寸年年增大，在它們的枝撐框架和背面的殼體上使用了鎂合金。

雖然鎂合金的導(dǎo)熱系數(shù)不及鋁合金，但是，比塑料高出數(shù)十倍，因此，鎂合金用于電器產(chǎn)品上，可有效地將內(nèi)部的熱散發(fā)到外面。

在內(nèi)部產(chǎn)生高溫的電腦和投影儀等的外殼和散熱部件上使用鎂合金。電視機(jī)的外殼上使用鎂合金可做到無(wú)散熱孔。

電磁波屏蔽性：鎂合金的電磁波屏蔽性能比在塑料上電鍍屏蔽膜的效果好，因此，使用鎂合金可省去電磁波屏蔽膜的電鍍工序。

在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的讀出裝置等的振動(dòng)源附近的零件上使用鎂合金。若在風(fēng)扇的風(fēng)葉上使用鎂合金，可減小振動(dòng)達(dá)到低騷音。此外，為了在汽車(chē)受到撞擊后提高吸收沖擊力和輕量化，在方向盤(pán)和坐椅上使用鎂合金。

合金名稱(chēng) 特征 應(yīng)用范圍

AZ91D 強(qiáng)度高且耐腐蝕性好 電器產(chǎn)品的殼體等

AM60B 延伸率和抗沖擊力大 汽車(chē)上的方向盤(pán)和坐椅等

AM50A 延伸率和抗沖擊力大 汽車(chē)上的方向盤(pán)和坐椅等

AS41B 抗蠕變性能好 汽車(chē)上的減速箱等

機(jī)械加工性能

：鎂合金比其他金屬的切削阻力小，在機(jī)械加工時(shí)，可以較快的速度加工。

表：各種金屬的切削阻力（以鎂合金的切削阻力為1)

金屬名 切削阻力

鎂合金 1.0

鋁合金 1.8

黃銅2.3

鑄鐵3.5

耐凹陷性好：鎂合金與其他金屬相比抗變形力大，由沖撞而引起的凹陷小于其他金屬。

對(duì)振動(dòng)·沖擊的吸收性：由于鎂合金對(duì)振動(dòng)能量的吸收性能好，使用在驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)的部件上可減少振動(dòng)。另外，沖擊能量吸收性能好，比鋁合金具有更好的延伸率的鎂合金，受到?jīng)_擊后，能吸收沖擊能量而不會(huì)產(chǎn)生斷裂。

再生：鎂合金與塑料不同，它可以簡(jiǎn)單地再生使用且不降低其機(jī)械性能，而塑料很難在不降低其機(jī)械性能再生使用。鎂合金與其他金屬相比，熔點(diǎn)低，比熱小，在再生熔解時(shí)所消耗的能源是新材料制造所消耗的能源的4%。

表：各種材料的物理性質(zhì)比較

材料名 密度(g/cm3) 熔點(diǎn)（℃） 導(dǎo)熱系數(shù)（W/Mk) 抗拉強(qiáng)度（MPa) 屈服點(diǎn)（MPa) 延伸率（%) 比強(qiáng)度 楊氏模量（GPa)

鎂合金（觸變成形）

AZ91 1.82 596 72 280 160 8 154 45

AM60 1.79 615 62 270 140 15 151 45

鋁合金

（壓鑄成形） 380 2.70 595 100 315 160 3 117 71

鋼鐵 碳素鋼 7.86 1520 42 517 400 22 66 200

塑料 ABS 1.03 90(Tg) 0.2 35 * 40 34 2.1

PC 1.23 160(Tg) 0.2 104 * 3 85 6.7鎂合金的種類(lèi)

在數(shù)碼單反相機(jī)上的應(yīng)用

鎂合金由于密度低、強(qiáng)度較高，具有一定的防腐性能，常用來(lái)做單反相機(jī)的骨架。一般中高端及專(zhuān)業(yè)數(shù)碼單反相機(jī)都采取鎂合金做骨架，使其堅(jiān)固耐用，手感好。如佳能的1D系列、5D系列、7D及10D-50D，尼康的D3系列、D700、Dx00系列及最新的D7000，賓得的K-7及K-5等都是鎂合金機(jī)身。

采用了鎂合金機(jī)身的數(shù)碼單反相機(jī)不僅是準(zhǔn)專(zhuān)業(yè)級(jí)專(zhuān)業(yè)的象征，也具有高昂的價(jià)格。

按成型方法分為變形鎂合金和鑄造鎂合金兩類(lèi)。

1、合金名稱(chēng)

鎂合金的合金名稱(chēng)是以主要添加合金元素及其百分比來(lái)取名。

2、主要合金的成分（ASTM規(guī)格）

合金名稱(chēng) Mg Al Zn Mn Si Cu Ni Fe

AZ91D bal. 8.5-9.5 0.45-0.90 0.17-0.4 <=0.05 <=0.025 <=0.001 <=0.004

AM60B bal. 5.6-6.4 <=0.20 0.26-0.5 <=0.05 <=0.008 <=0.001 <=0.004

AM50A bal. 4.5-5.3 <=0.20 0.28-0.5 <=0.01 <=0.008 <=0.001 <=0.004

AS41B bal. 3.7-4.8 <=0.10 0.35-0.60 0.6-1.4 <=0.015 <=0.001 <=0.0035

專(zhuān)利技術(shù)

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