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鎂合金的應用
添加時間:2014-11-19
  鎂合金是航空器、航天器和火箭導彈制造工業中使用的最輕金屬結構材料。鎂的重量比鋁輕,比重為1.8,強度也較低,只有200~300兆帕(20~30公斤/毫米2),主要用于制造低承力的零件。鎂合金在潮濕空氣中容易氧化和腐蝕,因此零件使用前,表面需要經過化學處理或涂漆。德國首先生產并在飛機上使用含鋁的鎂合金。鎂合金具有較高的抗振能力,在受沖擊載荷時能吸收較大的能量,還有良好的吸熱性能,因而是制造飛機輪轂的理想材料。鎂合金在汽油、煤油和潤滑油中很穩定,適于制造發動機齒輪機匣、油泵和油管,又因在旋轉和往復運動中產生的慣性力較小而被用來制造搖臂、襟翼、艙門和舵面等活動零件。民用機和軍用飛機、尤其是轟炸機廣泛使用鎂合金制品。例如,B-52轟炸機的機身部分就使用了鎂合金板材635公斤,擠壓件90公斤,鑄件超過200公斤。鎂合金也用于導彈和衛星上的一些部件,如中國"紅旗"地空導彈的儀表艙、尾艙和發動機支架等都使用了鎂合金。中國稀土資源豐富,已于70年代研制出加釔鎂合金,提高了室溫強度,能在300°C下長期使用,已在航空航天工業中推廣應用。

  目前,鎂合金在汽車上的應用零部件可歸納為2類。

  (1)殼體類。如離合器殼體、閥蓋、儀表板、變速箱體、曲軸箱、發動機前蓋、氣缸蓋、空調機外殼等。

  (2)支架類。如方向盤、轉向支架、剎車支架、座椅框架、車鏡支架、分配支架等。

  根據有關研究,汽車所用燃料的60%是消耗于汽車自重,汽車自重每減輕10%,其燃油效率可提高5%以上;汽車自重每降低100kg,每百公里油耗可減少0.7L左右,每節約1L燃料可減少CO2排放2.5g,年排放量減少30%以上。所以減輕汽車重量對環境和能源的影響非常大,汽車的輕量化成必然趨勢。

  手機電話,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。

  雖然鎂合金的導熱系數不及鋁合金,但是,比塑料高出數十倍,因此,鎂合金用于電器USDT上,可有效地將內部的熱散發到外面。

  在內部產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。電視機的外殼上使用鎂合金可做到無散熱孔。

  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。

  在硬盤驅動器的讀出裝置等的振動源附近的零件上使用鎂合金。若在風扇的風葉上使用鎂合金,可減小振動達到低騷音。此外,為了在汽車受到撞擊后提高吸收沖擊力和輕量化,在方向盤和坐椅上使用鎂合金。
合金名稱 特征 應用范圍
AZ91D 強度高且耐腐蝕性好 電器USDT的殼體等
AM60B 延伸率和抗沖擊力大 汽車上的方向盤和坐椅等
AM50A 延伸率和抗沖擊力大 汽車上的方向盤和坐椅等
AS41B 抗蠕變性能好 汽車上的減速箱等
  機械加工性能:鎂合金比其他金屬的切削阻力小,在機械加工時,可以較快的速度加工。各種金屬的切削阻力(以鎂合金的切削阻力為1)。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。

  對振動沖擊的吸收性:由于鎂合金對振動能量的吸收性能好,使用在驅動和傳動的部件上可減少振動。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,受到沖擊后,能吸收沖擊能量而不會產生斷裂。

  再生:鎂合金與塑料不同,它可以簡單地再生使用且不降低其機械性能,而塑料很難在不降低其機械性能再生使用。鎂合金與其他金屬相比,熔點低,比熱小,在再生熔解時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比較
材料名 密度(g/cm3) 熔點(℃) 導熱系數(W/Mk) 抗拉強度(MPa) 屈服點(MPa) 延伸率(%) 比強度 楊氏模量(GPa)
AZ91 1.82 596 72 280 160 8 154 45
AM60 1.79 615 62 270 140 15 151 45
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