AZ91D鎂合金板材用途

AZ91D鎂合金板材豐順金屬專業(yè)批發(fā)AZ91D鎂合金材料 AZ91D屬于鑄造鎂合金類，主要依靠壓力模具鑄造輔以后加工的方式加工，可以用電泳等表面方式改變外觀。特點(diǎn)是比強(qiáng)度高且耐腐蝕較純鎂大幅提高，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，9代表鋁的含量為9％，1代表鋅的含量為1％，***后的D為辨識(shí)代碼。（國(guó)標(biāo) GB/T5153-2003）

變形鎂合金和鑄造鎂合金，AZ31B鎂合金屬于變形鎂合金，具有良好的機(jī)械性能，主要用于汽車零件、機(jī)件殼罩和通信設(shè)備等。與鑄造鎂合金相比，AZ31B變形鎂合金具有更高的強(qiáng)度、更好的塑性，主要用于薄板、擠壓件和鍛件等。

AZ91D屬于鑄造鎂合金類，主要依靠壓力模具鑄造輔以后加工的方式加工，可以用電泳等表面方式改變外觀。特點(diǎn)是比強(qiáng)度高且耐腐蝕較純鎂大幅提高，主要用于電器產(chǎn)品的殼體、小尺寸薄型或異型支架等。

合金成分

材料分析

豐順金屬鎂合金厚板性能

1、鎂合金的特點(diǎn):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。

應(yīng)用范圍:鎂合金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。

2、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。

應(yīng)用范圍: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。

3、傳熱性: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。

應(yīng)用范圍: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。                                                      

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,在不減少悴考那慷認(rèn)?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。

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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 鎂合金熱容；△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）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。

在航天的應(yīng)用

鎂合金是航空器,航天器制造工業(yè)中使用的最輕金屬結(jié)構(gòu)材料。鎂的重量比鋁輕,比重為1.8,強(qiáng)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。

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目前,鎂合金在汽車上的應(yīng)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(fā)動(dòng)機(jī)前蓋,氣缸蓋,空調(diào)機(jī)外殼等。
(2）支架類。如方向盤,轉(zhuǎn)向支架,剎車支架,座椅框架,車鏡支架,分配支架等。

根據(jù)有關(guān)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(jié)約1 L燃料可減少CO2排放2.5 g,年排放量減少30%以上。所以減輕汽車重量對(duì)環(huán)境和能源的影響非常大,汽車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(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(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。

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

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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

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)專業(yè)級(jí)專業(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。

1,合金名稱
鎂合金的合金名稱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 Mg Al Zn Mn Si Cu Ni Fe
AZ91D bal. 8.5-9.5 0.45-0.90 0.17-0.4AM60B bal. 5.6-6.4AM50A bal. 4.5-5.3AS41B bal. 3.7-4.8

防腐方法

鎂合金化學(xué)處理

鎂合金的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜按溶液可分為：鉻酸鹽系,有機(jī)酸系,磷酸鹽系,KMnO4系,稀土元素系和錫酸鹽系等。
傳統(tǒng)的鉻酸鹽膜以Cr為骨架的結(jié)構(gòu)很致密,含結(jié)構(gòu)水的Cr則具有很好的自修復(fù)功能,耐蝕性很強(qiáng)。但Cr具有較大的毒性,廢水處理成本較高,開發(fā)無(wú)鉻轉(zhuǎn)化處理勢(shì)在必行。鎂合金在KMnO4溶液中處理可得到無(wú)定型組織的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜,耐蝕性與鉻酸鹽膜相當(dāng)。堿性錫酸鹽的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理可作為鎂合金化學(xué)鍍鎳的前處理,取代傳統(tǒng)的含Cr,F或CN等有害離子的工藝。化學(xué)轉(zhuǎn)化膜多孔的結(jié)構(gòu)在鍍前的活化中表現(xiàn)出很好的吸附性,并能改鍍鎳層的結(jié)合力與耐蝕性。

有機(jī)酸系處理所獲得的轉(zhuǎn)化膜能同時(shí)具備腐蝕保護(hù)和光學(xué),電子學(xué)等綜合性能,在化學(xué)轉(zhuǎn)化處理的新發(fā)展中占有很重要的地位。
化學(xué)轉(zhuǎn)化膜較薄,軟,防護(hù)能力弱,一般只用作裝飾或防護(hù)層中間層。

陽(yáng)極氧化

陽(yáng)極氧化可得到比化學(xué)轉(zhuǎn)化更好的耐磨損,耐腐蝕的涂料基底涂層,并兼有良好的結(jié)合力,電絕緣性和耐熱沖擊等性能,是鎂合金常用的表面處理技術(shù)之一。

傳統(tǒng)鎂合金陽(yáng)極氧化的電解液一般都含鉻,氟,磷等元素,不僅污染環(huán)境,也損害人類健康。近年來(lái)研究開發(fā)的環(huán)保型工藝所獲得的氧化膜耐腐蝕等性能較經(jīng)典工藝Dow17和HAE有大程度的提高。優(yōu)良的耐蝕性來(lái)源于陽(yáng)極氧化后Al,Si等元素在其表面均勻分布,使形成的氧化膜有很好的致密性和完整性。

一般認(rèn)為氧化膜中存在的孔隙是影響鎂合金耐蝕性能的主要因素。研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)向陽(yáng)極氧化溶液中加入適量的硅-鋁溶膠成分,一定程度上能改善氧化膜層厚度,致密度,降低孔隙率。而且溶膠成分會(huì)使成膜速度出現(xiàn)階段性快速和緩慢增長(zhǎng),但基本上不影響膜層的X射線衍射相結(jié)構(gòu)。

但陽(yáng)極氧化膜的脆性較大,多孔,在復(fù)雜工件上難以得到均勻的氧化膜層。

金屬涂層

鎂及鎂合金是最難鍍的金屬,其原因如下：
（1）鎂合金表面極易形成的氧化鎂,不易清除干凈,嚴(yán)重影響鍍層結(jié)合力；
（2）鎂的電化學(xué)活性太高,所有酸性鍍液都會(huì)造成鎂基體的迅速腐蝕,或與其它金屬離子的置換反應(yīng)十分強(qiáng)烈,置換后的鍍層結(jié)合十分松散；
（3）第二相（如稀土相,γ相等）具有不同的電化學(xué)特性,可能導(dǎo)致沉積不均勻；
（4）鍍層標(biāo)準(zhǔn)電位遠(yuǎn)高于鎂合金基體,任何一處通孔都會(huì)增大腐蝕電流,引起嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕,而鎂的電極電位很負(fù),施鍍時(shí)造成針孔的析氫很難避免；
（5）鎂合金鑄件的致密性都不是很高,表面存在雜質(zhì),可能成為鍍層孔隙的來(lái)源。

因此,一般采用化學(xué)轉(zhuǎn)化膜法先浸鋅或錳等,再鍍銅,然后再進(jìn)行其它電鍍或化學(xué)鍍處理,以增加鍍層的結(jié)合力。鎂合金電鍍層有Zn,Ni,Cu-Ni-Cr,Zn-Ni等涂層,化學(xué)鍍層主要是Ni-P,Ni-W-P等鍍層。
單一化學(xué)鍍鎳層有時(shí)不足以很好地保護(hù)鎂合金。有研究通過(guò)將化學(xué)鍍Ni層與堿性電鍍Zn-Ni鍍層組合,約35μm厚的鍍層經(jīng)鈍化后可承受800-1000h的中性鹽霧腐蝕。也有人采用化學(xué)鍍鎳作為底層,再用直流電鍍鎳能得到微晶鎳鍍層,平均結(jié)晶顆粒大小為40nm,因晶粒的細(xì)化而使鍍層孔隙率大大降低,結(jié)構(gòu)更致密。
電鍍或化學(xué)鍍是同時(shí)獲得優(yōu)越耐蝕性和電學(xué),電磁學(xué)和裝飾性能的表面處理方法。缺點(diǎn)是前處理中的Cr,F及鍍液對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重；鍍層中多數(shù)含有重金屬元素,增加了回收的難度與成本。由于鎂基體的特性,對(duì)結(jié)合力還需要改善。