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鎂合金應用
2014-12-16

鎂合金是航空器、航天器和火箭導彈制造工業中使用的**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100 kg,每百公里油耗可減少0.7 L左右,每節約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,鎂合金用于電器產品上,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**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產品的殼體等

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。

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%。

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