Studie over de kenmerken van gegoten magnesiumlegeringen

De dichtheid van magnesiumlegering is minder dan 2g/cm ³ en het is het lichtste metaalstructurele materiaal op dit moment. Zijn specifieke sterkte is hoger dan die van aluminiumlegering en staal, maar iets lager dan die van vezelversterkte kunststoffen; zijn specifieke stijfheid is vergelijkbaar met die van aluminiumlegering en staal, maar veel hoger dan die van vezelversterkte kunststoffen; Zijn corrosieweerstand is veel beter dan die van koolstofarm staal, dat die van de gegoten aluminiumlegering A 3 80 heeft overschreden; Zijn trillingsreductie en magnetische afschermingseigenschappen zijn veel beter dan die van aluminiumlegering. Aangezien de dynamische viscositeit van magnesiumlegering laag is, is de vulsnelheid van magnesiumlegering onder dezelfde vloeibare staat (gelijke Reynolds-index) veel hoger dan die van aluminiumlegering. Bovendien zijn het smeltpunt, de specifieke warmtecapaciteit en de transformatie latente warmte van magnesiumlegering lager dan die van aluminiumlegering, zodat is het smeltende energieverbruik van magnesiumlegering minder, is de stollingssnelheid sneller, en de werkelijke spuitgietperiode van magnesiumlegering 50% korter dan die van aluminiumlegering. Bovendien hebben magnesiumlegeringen een lage affiniteit met ijzer en een laag vermogen om ijzer in vaste oplossing op te lossen, dus het is niet gemakkelijk om zich aan het oppervlak van de matrijs te hechten, en het leven van de matrijs is 2, 3 keer hoger dan dat van aluminiumlegering.

De meest gebruikte gegoten magnesiumlegeringen zijn Amerikaanse kwaliteiten AZ91, AM60, AM50, AM20, AS41 en AE42, die tot de vier reeksen respectievelijk Mg-Al-Zn, Mg-Al-Mn, Mg-Al-Si en Mg-Al-Re behoren. De volgende aspecten van gegoten magnesiumlegeringen worden momenteel voornamelijk bestudeerd:

Hoge temperatuurprestaties van het gieten van de magnesiumlegering:

Momenteel vertegenwoordigen AZ en AM-serie van de gietstukken van de magnesiumlegering 90% van de automobielgietstukken van de magnesiumlegering. De sterkte van deze magnesiumlegeringen neemt duidelijk af wanneer de temperatuur boven 150℃ is. De spuitgietende magnesiumlegeringen met kruipwiderstand boven 150℃ zijn ontwikkeld, zoals AS AS41A legering (Mg4 3 % Al1% Si0. 3 5%Mn). Zijn kruipsterkte bij 175℃ is beter dan die van AZ91D en AM60B, en het heeft hogere rek, opbrengststerkte en treksterkte. De Kever crankcases van VOLKSWAGEN hebben vroeger AS41 en AS42 aangenomen, maar onlangs is een gemodificeerde legering AE42 geïntroduceerd die betere kruipeigenschappen heeft bij hoge temperaturen. Sommige sporenelementen, zoals zeldzame aardenelementen Y, Nd en Sr, hebben duidelijk korrelververfijningseffect op de spuitgietmagnesiumlegering, die de sterkte en kruipbestendigheid van het magnesiumlegering gieten kan verbeteren. Bijvoorbeeld, heeft de recent ontwikkelde AE42 betere kruipwiderstand dan de traditionele McAlSi-legering, en kan bij 200,250℃ voor een lange tijd worden gebruikt. De verbetering van de hoge temperatuurprestaties van AS- en AE-legeringen is echter nog beperkt. De gieteigenschappen van AS- en AE-legeringen zijn slechter dan die van AZ- en AE-legeringen. Bovendien beperken de hoge kosten van zeldzame aardelementen de productie en toepassing van AS- en AE-legeringen.

De knedbaarheid van gietstukken van magnesiumlegering:

Momenteel groeien magnesiumdruckgietstukken snel in toepassingen die veiligheid en hoge breuktaaiheid vereisen. Om het vermogen van energieabsorptie onder werkomstandigheden te verbeteren, moet de breuktaaiheid van het materiaal worden verbeterd. Dit kan worden gerealiseerd door de hoeveelheid aluminium in de legering te verminderen. AM60 en AM50 worden veel gebruikt in veiligheidscomponenten zoals dashboardbeugels, stuurwielassen en stoelen, en AM20 wordt momenteel gebruikt in het achterframe van stoelen. Bovendien is de relatie tussen breukverlenging en temperatuur vrij dichtbij, vooral wanneer de temperatuur boven 50℃, neemt de breukverlenging toe met de toename van temperatuur.

De corrosieweerstand van het gieten van magnesiumlegeringen:

Corrosieweerstand was ook een obstakel voor de bredere toepassing van magnesiumlegeringen. Magnesium heeft een hoge chemische activiteit en magnesium gebaseerde legeringen en composieten zijn gevoelig voor microcelcorrosie. Over het algemeen hebben lage zuiverheid gegoten magnesiumlegeringen slechte corrosieweerstand. De corrosiebestendigheid van hoge zuiverheid gegoten magnesiumlegeringen (zoals AZ91D) met strikt gespecificeerde onzuiverheidselementen zoals Fe, Ni en Cu evenals AE42 die zeldzame aarde bevatten, heeft die van gegoten aluminiumlegering A 3 80 in zoutspray test overtroffen en is veel beter dan die van koolstofarm staal. De corrosieweerstand kan worden verbeterd door de chemische samenstelling aan te passen, het oppervlak te behandelen en de microstructuur te controleren. Hoewel er veel methoden zijn om de corrosieweerstand van magnesiumlegeringsdelen te verbeteren, is slechte corrosieweerstand altijd een technisch obstakel om brede toepassing van magnesiumlegeringsdelen te realiseren tenzij het probleem wordt opgelost uit het materiaal zelf.

Anti-vlammende magnesiumlegering gieten:

De toevoeging van AL (2.5%) BE (0.0005% ~ 0.0 3 % van Be) of CA-legering aan de magnesiumlegering kan ook effectief de oxidatie van de vloeibare magnesiumlegering voorkomen. Momenteel werken sommige onderzoekers aan de vlamvertragende eigenschappen van magnesiumlegeringen. Als het onderzoek succesvol is, zullen magnesiumlegeringen worden gesmolten en gegoten net als aluminiumlegeringen, die een breder toepassingsperspectief zullen hebben.

Matrixcomposiet van magnesiumlegeringen:

Matrixcomposieten van magnesiumlegeringen die zijn versterkt met siliciumcarbide deeltjes zijn bestudeerd en ontwikkeld voor vele jaren. Momenteel, hoewel de ontwikkeling nog niet het stadium van commerciële toepassing op het gebied van spuitgieten heeft bereikt, zijn gietstukken zoals waaiers, fietskrukken en automobielcilindervoeringen gemaakt door zandgieten en precisiegieten. Bovendien is er een ontwikkelingstrend om dit composietmateriaal te combineren met semi-solide gieten en toe te passen op het gebied van spuitgieten en persgieten.