目前,我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域普遍采用鎂鋯中間合金作為晶粒細(xì)化劑,市場(chǎng)現(xiàn)有產(chǎn)品存在鋯元素細(xì)化效率低(低于40%)、鋯顆粒大量沉積、細(xì)化劑成本高、雜質(zhì)含量高以及細(xì)化工藝操作不穩(wěn)定等諸多問題,給實(shí)際工業(yè)應(yīng)用帶來不小困難。
“鎂合金的晶粒尺寸控制技術(shù)是對(duì)鎂合金材料性能調(diào)控的根本、顯著的技術(shù)方法之一,鋯元素和稀土元素均為鎂合金的有效細(xì)化元素,如何充分發(fā)揮好這些元素在合金中的作用,是我們一直研究的。
基于前期針對(duì)稀土和鋯元素對(duì)鎂合金耦合細(xì)化機(jī)制的研究成果,包頭稀土研究院輔之以全新的冶金工藝制備方法,讓分布更密集、體積更小的鋯粒子為鎂晶核提供更多的附著機(jī)會(huì),同時(shí)稀土元素加強(qiáng)了結(jié)晶過程中鎂晶核在鋯粒子表面的附著能力,可以實(shí)現(xiàn)鎂合金晶粒的率細(xì)化。
數(shù)據(jù)顯示,稀土鎂鋯晶粒細(xì)化劑中的細(xì)化粒子尺寸較傳統(tǒng)降低2/3,納米級(jí)顆粒含量占粒子總量的60%以上,顆粒之間無團(tuán)聚現(xiàn)象。合金材料經(jīng)細(xì)化后,晶粒尺寸可再降低20%,達(dá)到35微米以下,晶粒細(xì)化效果顯著,更細(xì)的晶粒將為材料帶來更好的力學(xué)性能。
目前該產(chǎn)品已經(jīng)完成小規(guī)模生產(chǎn)工藝的研發(fā),產(chǎn)品已經(jīng)客戶使用驗(yàn)證,產(chǎn)品細(xì)化效率大于80%,成本較傳統(tǒng)鎂鋯晶粒細(xì)化劑降低20%以上。
這項(xiàng)技術(shù)對(duì)稀土鎂合金鑄錠產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化意義非凡,它可以有效地減少產(chǎn)品內(nèi)外金屬顆粒的不均勻性,讓內(nèi)外合金顆粒大小基本保持一致,地提高合金的應(yīng)力水平,讓合金更耐用?!?br />
節(jié)約成本,性能等同現(xiàn)有材料
伴隨新能源汽車以及國(guó)內(nèi)5G通訊的高速發(fā)展,更輕、散熱性能更好、耐腐蝕性能的輕合金材料市場(chǎng)需求強(qiáng)烈,但對(duì)應(yīng)性能的要求也越發(fā)苛刻。
“針對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)特有稀土資源優(yōu)勢(shì),我們對(duì)鑭、鈰等稀土元素對(duì)鎂合金散熱性能的作用機(jī)制進(jìn)行研究,開發(fā)出系列低成本散熱稀土鎂合金工程材料,綜合性能已等同于現(xiàn)有鋁合金散熱材料,散熱器件的制作成本相比鋁合金節(jié)約5%以上?!?br />
基于稀土對(duì)鎂合金散熱性能的作用機(jī)制和對(duì)鎂合金的晶粒尺寸控制技術(shù)的突破,包頭稀土研究院在半連續(xù)鑄造及冷室壓鑄的產(chǎn)業(yè)化方面取得了新突破。
目前,半連續(xù)鑄造技術(shù),突破熔體凈化細(xì)晶技術(shù)、低頻電磁鑄造控制技術(shù)、自流式澆鑄控制技術(shù)等技術(shù),經(jīng)過技術(shù)集成,突破性解決大尺寸稀土鎂合金棒材內(nèi)應(yīng)力大、徑向晶粒尺寸差異大、力學(xué)性能不均等技術(shù)難點(diǎn)。這項(xiàng)合成技術(shù)代表國(guó)內(nèi)的鎂合金材料半連續(xù)鑄造技術(shù),為后續(xù)大尺寸、鍛造輪轂以及擠壓型材的低成本化奠定了技術(shù)與產(chǎn)品基礎(chǔ)。
包頭稀土研究院引進(jìn)內(nèi)蒙古地區(qū)科研院所中的大噸位冷室壓鑄系統(tǒng)QC-830,現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)工業(yè)常用泵機(jī)電機(jī)外殼的壓鑄制備,具備了300噸/年稀土鎂合金薄壁器件制備能力,相比傳統(tǒng)重力鑄造、砂型鑄造等方式,綜合效率提升30%,僅人工成本支出一項(xiàng)降低幅度達(dá)60%,對(duì)稀土鎂合金材料的下游終端應(yīng)用起到有力推進(jìn)作用,稀土鎂合金壓鑄技術(shù)與產(chǎn)品終端市場(chǎng)未來可期。
對(duì)未來的技術(shù)研發(fā),胡文鑫表示,研發(fā)團(tuán)隊(duì)將面向通訊工程及民用電子行業(yè)的散熱鎂合金與功能性鎂合金材料進(jìn)行研究;對(duì)鎂合金材料的低壓鑄造、半固態(tài)成型等加工成型技術(shù)進(jìn)行研發(fā),實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)器件與制品的示范化應(yīng)用。
鎂合金的開發(fā)和應(yīng)用,現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的鎂合金主要可以分為兩種,一種是鑄造鎂合金,另一種是變形鎂合金。目前壓鑄鎂合金在工業(yè)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,鎂合金經(jīng)過變形之后,可以得到更加的綜合力學(xué)性能,從而滿足不同的場(chǎng)合需求,所以發(fā)展變形鎂合金非常有前景。
鎂合金的特點(diǎn)可滿足航空航天等高科技領(lǐng)域?qū)p質(zhì)材料降噪、減振、防輻射的要求,同時(shí)可大大改善的氣體動(dòng)力學(xué)性能和明顯減輕結(jié)構(gòu)重量。目前鎂合金在航空工業(yè)上應(yīng)用很廣泛,其中包括AZ91、AZ31、ZE41、QE22、WE43等。
鎂合金的開發(fā)和應(yīng)用
節(jié)能與環(huán)保的新要求使汽車公司都設(shè)法減輕汽車的重量,從而達(dá)到降低汽油消耗和溫室氣體排放量的新標(biāo)準(zhǔn),鎂合金的減重效果可以大限度滿足日益嚴(yán)格的節(jié)能的溫室氣體排放的要求。鎂合金具有良好的阻尼系數(shù),減振性能好于鋁合金和鑄鐵。在座椅、方向盤、輪轂上應(yīng)用可以減少振動(dòng),在車門等殼體上應(yīng)用可以降低噪聲,提高汽車的安全性和舒適性 。目前,汽車儀表、座椅架、方向操縱系統(tǒng)部件、引擎蓋、變速箱、進(jìn)氣歧管、輪轂、發(fā)動(dòng)機(jī)和安全部件上都有壓鑄和變形鎂合金產(chǎn)品的應(yīng)用。
目前,鎂合金產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域,供應(yīng)鏈上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展良好,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng),除了這個(gè),大家知道鎂合金可以帶來什么,下面小編給大家講講鎂合金能夠帶來什么。
它更堅(jiān)固。
鎂合金的比強(qiáng)度鋁合金,遠(yuǎn)鋼;比彈性模量和比剛度近似于高強(qiáng)度鋁合金,是目前工程應(yīng)用中密度小、比強(qiáng)度高的結(jié)構(gòu)金屬材料。
它能減振降噪。
160mm鎂合金鑄造棒
在20MPa應(yīng)力下,常用鎂合金AZ91D的衰減系數(shù)為20%,而鋁合金A380只有1%。在100MPa應(yīng)力作用下AZ91D的衰減系數(shù)可達(dá)55%,AS41鎂合金的衰減系數(shù)更是高達(dá)70%,而同樣情況下鋁合金A380的衰減系數(shù)只有4%。
它更不容易斷裂。
鎂合金還具有良好的承受沖擊載荷性能,彈性范圍內(nèi)鎂合金受到?jīng)_擊載荷時(shí),吸收的能量可以比鋁合金件多50%,而且由于有更好的延伸率,鎂合金收到?jīng)_擊后可以吸收更多的能量而不至于斷裂。
鎂合金擠壓型材、棒材在一般臥式油壓機(jī)上即可實(shí)現(xiàn),可供外接圓300mm以下。但是鎂合金型材、棒材與鋁合金型材、棒材生產(chǎn)有很多不同。
典型鎂合金擠壓型材、棒材生產(chǎn)工藝流程:
鑄錠加熱→一次擠壓→切中間坯料→加熱→二次擠壓→人工時(shí)效→拉伸矯直→切頭尾取試樣→輥式矯直→手工矯直→檢查→切成品打印→氧化上色→成品檢查→包裝→入庫(kù)
鎂合金擠壓材工藝與鋁合金擠壓材工藝不同點(diǎn):
1)加熱方式:鎂合金只準(zhǔn)許在空氣電阻爐中加熱;鋁合金在空氣電阻爐和感應(yīng)爐中加熱即可。
2)擠壓溫度:鎂合金擠壓溫度稍低,為防止鎂錠燃燒,各種合金允許加熱的高溫度只達(dá)到470℃;鋁合金高加熱溫度達(dá)到550℃。
3)擠壓速度:鎂合金擠壓速度稍快,高擠壓速度達(dá)20mΠmin,鋁合金擠壓速度稍慢。
4)模具尺寸:鎂合金熱擠壓材的收縮率比鋁合金大。
5)張力拉伸:鎂合金擠壓材要在加熱到100~200℃的情況下拉伸,這需要設(shè)備。鋁合金擠壓材在室溫中拉伸。
鎂合金錠有哪些特性呢?洛陽(yáng)晟雅鎂合金科技有限公司的工作人員這就來跟大家說說吧!
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、易于氧化燃饒等,這些都是鎂合金錠所具備的特性。
并且鎂合金錠的加工過程及腐蝕和力學(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、無磁性、屏蔽性好和的特點(diǎn)。
應(yīng)用范圍:鎂合金錠廣泛用于攜帶式的器械和汽車行業(yè)中,達(dá)到輕量化的目的。
綜述:AZ80特點(diǎn)是比強(qiáng)度高且耐腐蝕較純鎂大幅提升,主要用于電器產(chǎn)品的殼體、小尺寸薄型或異型支架等。A代表金屬鋁Al,Z代表金屬鋅Zn,8代表鋁的含量為8%,0代表鋅的含量為0.20-0.80%。一般為鑄造件直接進(jìn)行機(jī)械加工或者采用鍛造件進(jìn)行加工或者擠壓成形。
分類:AZ80屬鎂鋁鋅系合金中高含鋁量合金,高含鋁量具有較高的強(qiáng)度,但其塑性成形能力較差,
化學(xué)成分:
執(zhí)行GB/T5153-2016《變形鎂及鎂合號(hào)和化學(xué)成分》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),具體如下: