鋁鎂合金

鋁鎂合金

鋁鎂合金鋁板主要元素是,再摻入少量的鎂或是其它的金屬材料來加強其硬度。以Mg為主要添加元素的鋁合金,由於它抗蝕性好,又稱防鏽鋁合金。因本身就是金屬,其導熱性能和強度尤為突出。

基本介紹

簡介,概述,優點,缺點,套用,種類,相關資料,表面處理,儲運,

簡介

概述

我國是鎂礦富裕國,礦產資源占世界鎂礦的50%,世界鎂礦市場一直受我國鎂礦的衝擊。不過由於自己缺乏深加工技術,只能出口礦粉,同時由於國內各鎂礦公司之間的無序競爭,使鎂礦粉的出口價格由前幾年的3000-6000美元/噸降至1200美元/噸。因此無論是鎂礦公司還是國家主管部門都提出加速鎂合金深加工技術開發的要求。
鎂合金價格便宜,有利於深加工技術的開發,由於缺乏鎂合金的深加工技術,而我國又是鎂礦富裕國,山西、青海、新疆、甘肅等鎂礦資源集中的省,許多鄉鎮企業競相參與開採,使產量逐年大幅度上升,致使鎂合金的價格為13-14元/kg,而鋁的價格為18-20/kg元,這給鎂合金深加工技術的開發帶來極為有利的條件。
由於它具有比強度高、密度小、耐腐蝕、可回收、導熱性好、防電磁輻射、可薄壁成型的諸多優點。從歐洲開始,一些汽車製造廠開始在方向盤、車門、發動機缸體上套用鎂合金來代替原用材料。在日本、台灣更是將鎂合金套用於3C產品的覆蓋件上,提升了產品的品質,藉此增強了產品的競爭力。

優點

1. 密度小,鎂金屬是廣泛套用的金屬中密度最小的金屬,按ρ=1.8g/cm3計算,鎂合金比塑膠輕20%,比鋁輕30%。
2. 比強度高,即鎂合金的強度與質量之比高,具有一定承載能力。
3. 散熱性能好,適合散熱要求較高的產品。熱傳導率是PP料的100倍。
4. 彈性模量小,剛性好,長期使用不易變形,抗震力強。
5. 抗電磁干擾、電磁禁止性好。
6. 色澤鮮艷美觀,耐腐蝕,能長期保持外觀質量。
7. 是環保型材料,其廢料可以回收利用。

缺點

1. 加工工藝難度大,熔融的鎂液易燃易爆,壓鑄件成品率低。
2. 集渣包、流道及澆注系統廢料較多,是產品體積的一倍以上。
3. 國內材料的價格便宜,但品質較差。
4. 由於電位腐蝕而必須避免與其它材料如鋁、鋼的直接聯接,這使裝配方面產生了一些難度。

套用

電子產品
通常被用於中高檔超薄型或尺寸較小的筆記本的外殼。銀白色的鋁鎂合金外殼可使產品更豪華、美觀,易於上色,並且可以通過表面處理工藝變成個性化的粉藍色和粉紅色,為筆記本電腦增色不少,這是工程塑膠以及碳纖維所無法比擬的。因而鋁鎂合金成了便攜型筆記本電腦的首選外殼材料,大部分廠商的筆記本電腦產品均採用了鋁鎂合金外殼技術。缺點:鋁鎂合金並不是很堅固耐磨,成本較高,比較昂貴,而且成型比ABS困難(需要用衝壓或者壓鑄工藝),所以筆記本電腦一般只把鋁鎂合金使用在頂蓋上,很少有機型用鋁鎂合金來製造整個機殼。
汽車、機車等交通工具零部件
採用鎂合金製造汽車零部件,可顯著減輕汽車的整體重量,而汽車所用燃料的大約60%消耗於汽車自重,車重每減輕10%,可節約燃料5.5%,因此,國外近年來在汽車製造中的鎂合金套用量在逐步增長。但我國在這方面的開發剛剛起步。
高檔建築裝飾材料
由於鎂合金的許多獨特性能比鋁合金更優越,因此國外出現了採用鎂合金製造高檔豪華型建築裝飾材料的趨勢,國內一些鎂合金生產廠家強烈要求開發鎂合金型材的成型加工技術,國家科技部也希望儘快開發這方面的技術,並列為國家“十五”攻關項目。
其它
其它如鋁合金添加劑、鎂犧牲陽極和型材用鎂合金等。鎂犧牲陽極作為有效的防止金屬腐蝕的方法之一,廣泛套用於長距離輸送的地下鐵制管道和石油儲罐。作為鎂犧牲陽極的鎂合金有3~4萬噸/年的市場需求量,且每年以20%的速度增長。
鎂合金型材、管材,以前主要用於航空航天等尖端或國防領域。由於鎂合金生產能力和技術水平的提高,其生產成本已下降到與鋁合金相當的程度,極大地刺激了其在民用領域的套用,如用做腳踏車架、輪椅、康復和醫療器械及健身器材。

種類

鋁鎂合金鋁板又可稱為5×××系列合金鋁板,其代表有5052鋁板、5005鋁板、5083鋁板5754鋁板,5A02l鋁板,5A05鋁板等。鋁鎂合金鋁板合金元素主要是鎂,含鎂量在3-5%之間。主要特點為密度低,抗拉強度高,延伸率高。在相同面積下鋁鎂合金的重量低於其他系列。故常用在航空方面,比如飛機油箱。在常規工業中套用也較為廣泛。加工工藝為連鑄連軋,屬於熱軋鋁板系列故能做氧化深加工。在我國5×××系列鋁板屬於較為成熟的鋁板系列之一。
1、5052鋁鎂合金鋁板:5052鋁板屬於鋁鎂合金鋁板,使用範圍廣泛,特別是建築業離不開的合金鋁板,也是最有前途的合鋁金板。5052鋁板帶的主要合金元素為鎂,具有良好的耐蝕性,焊接性優良,冷加工性較好,並具有中等強度。
5052鋁板常用於製造飛機和汽車油箱、油管、以及交通車輛、船舶的鈑金件,儀表、街燈支架與鉚釘、五金製品、電器外殼等。
2、5005鋁鎂合金鋁板:5005鋁板帶強度和3003相當,熔接性,加工性良好5005鋁板與3003合金相似,具有中等強度與良好的抗蝕性。陽極氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮,並與6063合金的色調協調一致。
5005鋁板常用作導體、炊具、儀錶板、殼與建築裝飾件,建材內外裝材、車輛內裝材等方面。
3、5754鋁鎂合金鋁板:5754鋁板合金具有中等強度、良好的耐蝕性、焊接性及易於加工成形等特點,是Al-Mg系合金中的典型合金。在國外,不同熱處理狀態的5754鋁合金板材是汽車製造業(轎車車門、模具、密封件)、制罐工業所用的主要材料。
5754鋁板廣泛套用於焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶結構與海上設施、運輸槽罐以及用於要求有優良加工性能、優良耐蝕性、高疲勞強度、高可焊性和中等靜態強度的場合。
4、5083鋁鎂合金鋁板:5083鋁板在非熱處理合金中具最高強度,耐蝕性,熔接性良好。用於需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強度的場合,硬度明顯高於5052系列,是5000系列中超硬度鋁板的代表產品之一。
5083鋁板常用於船舶、艦艇、車輛用材、汽車和飛機板焊接件、需嚴格防火的壓力容器、致冷裝置、電視塔、鑽探設備、交通運輸設備、飛彈元件、裝甲等。
5154鋁板套用在焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶結構與海上設施、運輸槽罐。
5182 鋁板套用在薄板用於加工易拉罐蓋,汽車車身板、操縱盤、加強件、托架等零部件。
5252 鋁板套用在製造有較高強度的裝飾件,如汽車等的裝飾性零部件。在陽極氧化後具有光亮透明的氧化膜。
5254 鋁板套用在過氧化氫及其他化工產品容器。
5356鋁板套用在焊接鎂含量大於3%的鋁-鎂合金焊條及焊絲。
5454 鋁板套用在焊接結構,壓力容器,海洋設施管道。
5456 鋁板套用在裝甲板、高強度焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶材料。
5457鋁板套用在經拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件。
5652鋁板套用在過氧化氫及其他化工產品貯存容器。
5657 鋁板套用在經拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件,但在任何情況下必須確保材料具有細的晶粒組織。
5A02 鋁板套用在飛機油箱與導管,焊絲,鉚釘,船舶結構件。
5A03 鋁板套用在中等強度焊接結構,冷衝壓零件,焊接容器,焊絲,可用來代替5A02合金。
5A05 鋁板套用在焊接結構件,飛機蒙皮骨架。
5A06 鋁板套用在焊接結構,冷模鍛零件,焊拉容器受力零件,飛機蒙皮骨部件。
5A12 鋁板套用在焊接結構件,防彈甲板。

相關資料

表面處理

由於鎂合金製件可能處於潮濕的工作環境或與其它不同材料的零配件進行裝配,為提高及保證製件的耐磨、耐蝕及可看性,鎂合金製件必須進行表面處理。其中預處理會影響到隨後的噴塗,在製造過程中,製件可能會被一些污染物如油脂、氧化物、潤滑劑及異物污染,這些殘留的雜質必須清除。
一般鎂合金製件的預處理可分為四種類別:機械清洗、溶劑清洗、鹼液清洗 、酸洗。以上這些方法可以單獨使用、也可組合使用。拋光過程中須留意研磨粉與水的供給,拋的要很亮才行!AZ91D是比較難拋光的(與前幾道細砂紙有關)。
鎂合金製件常見表面處理方法大致分為:油、蠟的表面塗敷、化學處理、陽極氧化、噴塗、電鍍、化學鎳、非鉻系皮膜。
鎂合金表面處理的性能檢測項目有:
顏色與外觀、鍍層厚度與重量、孔質層估計、熱穩定性與化學穩定性、耐磨耗性、耐腐蝕性、耐光照性及耐紫外線光照性、光澤特性、表面密度、斷裂性與撓曲性、鉛筆硬度、方格試驗附著性、耐衝擊性、導電性與熱傳性、埃力克森值(Erichsen value)、耐濕性與耐沸水性、耐候性、冷熱循環試驗、耐藥性(鹼、硫酸、硝酸、鹽酸等)。

儲運

鎂合金錠及壓鑄廢料必須儲存於不可燃的容器內,不可與其它可燃物混雜,避免受潮。儲存體積不要超過1.4m。堆積儲存的高度不要超過5.5m,不能使用灑水消防系統。鎂合金之間的儲放通道至少要大於堆放高度的一半,並至少保持3m的距離。鎂錠不可放在易燃的地板上。鎂錠不可傾斜應該平放。儲存的地方要有良好的排水設施,附近不可堆積易燃材料。
鎂合金粉末必須儲存於密閉不可燃容器,並保持環境乾燥。鎂合金粉末遇水易產生氫氣,所以在保存時必須存放在加蓋的容器中,並加一通氣孔,在通風的環境存放。

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