I. Κοινές Ποιότητες Κραμάτων Μαγνησίου για Επεξεργασία Πλαστικής Παραμόρφωσης

Με βάση τα κύρια στοιχεία κράματος τους, τα κράματα μαγνησίου μπορούν να ταξινομηθούν στα ακόλουθα συστήματα:

• Σειρά Mg–Al (Mg–Al–Zn)

• Σειρά Mg–Zn

• Σειρά Mg–Mn

• Σειρά Mg–Rare Earth (Mg–RE)

• Σειρά Mg–Li

  Οι κοινές ποιότητες κραμάτων μαγνησίου που χρησιμοποιούνται για πλαστική παραμόρφωση περιλαμβάνουν:

  AZ31B, AZ40, AZ61, AZ63B, AZ80, M1C, ME20M, ZK60, ZK61, WE43, WE54, VW84M και LA103.
  Ρόλος των Κύριων Στοιχείων Κράματος
  Αργίλιο (Al)

  Το αργίλιο είναι ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα στοιχεία κράματος σε κράματα μαγνησίου. Η μέγιστη διαλυτότητά του στο μαγνήσιο είναι περίπου 12,7%, σχηματίζοντας τη διαμεταλλική φάση Mg17Al12. Το αργίλιο βελτιώνει σημαντικά τη μηχανική αντοχή, την αντοχή στη διάβρωση, την χυτευσιμότητα, τη ρευστότητα, την ολκιμότητα και την σκληρότητα. Ωστόσο, η υπερβολική περιεκτικότητα σε αργίλιο αυξάνει την ευαισθησία στη διάβρωση λόγω καταπόνησης και την ευθραυστότητα.
   

  Ψευδάργυρος (Zn)
   

  Ο ψευδάργυρος έχει μέγιστη διαλυτότητα 6,2% στο μαγνήσιο. Ενισχύει τη μηχανική αντοχή, την αντοχή στη διάβρωση και τη ρευστότητα και παρέχει τόσο ενίσχυση στερεού διαλύματος όσο και σκλήρυνση με κατακρήμνιση. Ωστόσο, περιεκτικότητες Zn άνω του 1% μπορεί να οδηγήσουν σε θερμή ευθραυστότητα σε αυξημένες θερμοκρασίες. Ο ψευδάργυρος συνδυάζεται επίσης συνήθως με ζιρκόνιο ή στοιχεία σπάνιων γαιών για να σχηματίσουν κράματα μαγνησίου υψηλής αντοχής με σκλήρυνση με κατακρήμνιση.

  Μαγγάνιο (Mn)
  Το μαγγάνιο βελτιώνει κυρίως την αντοχή στη διάβρωση των κραμάτων μαγνησίου. Τα κράματα Mg–Mn παρουσιάζουν εξαιρετική απόδοση στη διάβρωση. Το Mn απομακρύνει επίσης το σίδηρο και άλλες ακαθαρσίες βαρέων μετάλλων, αποτρέποντας το σχηματισμό επιβλαβών διαμεταλλικών ενώσεων και βελτιώνοντας σημαντικά την αντοχή στη διάβρωση θαλασσινού νερού των κραμάτων Mg–Al και Mg–Al–Zn.
  Κασσίτερος (Sn) και Ασήμι (Ag)
  Η προσθήκη κασσίτερου βελτιώνει την ολκιμότητα και μειώνει την τάση για θερμική ρωγμή κατά την θερμική επεξεργασία. Το ασήμι έχει μέγιστη διαλυτότητα 15,5% στο μαγνήσιο και παρέχει ενίσχυση στερεού διαλύματος, ενώ ενισχύει την απόκριση γήρανσης, βελτιώνοντας έτσι την αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και την αντοχή σε ερπυσμό.
  Ζιρκόνιο (Zr)
  Το ζιρκόνιο είναι ένας ισχυρός βελτιωτής κόκκων σε κράματα μαγνησίου, βελτιώνοντας την ποιότητα χύτευσης και ενισχύοντας τη μορφοποίηση κατά την πλαστική παραμόρφωση.
  Σίδηρος (Fe), Χαλκός (Cu) και Νικέλιο (Ni)
  Ο σίδηρος είναι ένα κρίσιμο στοιχείο ακαθαρσίας που υποβαθμίζει σημαντικά την αντοχή στη διάβρωση, ακόμη και σε ίχνη. Περιεκτικότητες χαλκού άνω του 0,05% και μικρές ποσότητες νικελίου μειώνουν επίσης σοβαρά την αντοχή στη διάβρωση, αν και μπορεί να βελτιώσουν την αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία. Για εφαρμογές ευαίσθητες στη διάβρωση

  η περιεκτικότητα σε νικέλιο πρέπει να ελέγχεται κάτω από 0,005%. 3/9

  Λίθιο (Li)

  Το λίθιο έχει υψηλή διαλυτότητα στο μαγνήσιο και παρέχει ενίσχυση στερεού διαλύματος, ενώ μειώνει σημαντικά την πυκνότητα του κράματος. Βελτιώνει την ολκιμότητα αλλά μειώνει την αντοχή και την αντοχή στη διάβρωση.
  Ασβέστιο (Ca)

  Το ασβέστιο έχει περιορισμένη διαλυτότητα στο μαγνήσιο και σχηματίζει τη φάση Mg2Ca. Μικρές προσθήκες μειώνουν την οξείδωση κατά την τήξη και τη θερμική επεξεργασία, βελτιώνουν τη δομή των κόκκων, βελτιώνουν την αντοχή σε ερπυσμό και αυξάνουν τη θερμοκρασία ανάφλεξης.
  Στοιχεία Σπάνιων Γαιών (RE)

  Τα στοιχεία σπάνιων γαιών διαχέονται αργά στο μαγνήσιο και σχηματίζουν λεπτές, σταθερές διασκορπισμένες φάσεις. Τα κράματα Mg–RE παρουσιάζουν ισχυρά φαινόμενα ενίσχυσης στερεού διαλύματος και κατακρήμνισης, με αποτέλεσμα βελτιωμένη αντοχή σε θερμοκρασία δωματίου, αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και αντοχή σε ερπυσμό.
  
   

  I. Επεξεργασία Εξώθησης Κραμάτων Μαγνησίου

  Η εξώθηση είναι μια διαδικασία διαμόρφωσης υπό πίεση στην οποία ένα θερμαινόμενο τεμάχιο αναγκάζεται να περάσει μέσα από ένα μήτρα για να αποκτήσει το επιθυμητό σχήμα διατομής. Με βάση τη διαμόρφωση του μηχανήματος, τα πρέσα εξώθησης μπορούν να ταξινομηθούν ως οριζόντια ή κάθετα.
  
  

   

  Οριζόντια Πρέσα Εξώθησης

  Στα οριζόντια πρέσα εξώθησης, η κύρια κατεύθυνση κίνησης είναι παράλληλη με το έδαφος. Τα βασικά εξαρτήματα περιλαμβάνουν το δοχείο, τη μήτρα και το έμβολο. Μετά τη φόρτωση του τεμαχίου, η πίεση εφαρμόζεται μέσω του εμβόλου, αναγκάζοντας το κράμα μαγνησίου να περάσει μέσα από τη μήτρα για να σχηματίσει το απαιτούμενο προφίλ.

  Κάθετα Πρέσα Εξώθησης
  
  

   

  5/9

  Τα κάθετα πρέσα εξώθησης διαθέτουν κατευθύνσεις κίνησης και εξώθησης κάθετες προς το έδαφος. Καταλαμβάνουν λιγότερο χώρο δαπέδου, αλλά απαιτούν βαθύτερα θεμέλια. Τα κάθετα πρέσα προσφέρουν πλεονεκτήματα όπως χαμηλή φθορά, ομοιόμορφη θερμική παραμόρφωση, εξαιρετική σταθερότητα διαστάσεων και ελάχιστη εκκεντρότητα σωλήνων, καθιστώντας τα ιδιαίτερα κατάλληλα για την παραγωγή σωλήνων και κοίλων προφίλ.

  Μέθοδοι Εξώθησης

  Με βάση την κατεύθυνση ροής του υλικού, οι διαδικασίες εξώθησης περιλαμβάνουν:

  • Άμεση (Εμπρόσθια) Εξώθηση

  • Έμμεση (Οπίσθια) Εξώθηση

  • Συνδυασμένη Εξώθηση

    Στην άμεση εξώθηση, το μέταλλο ρέει προς την ίδια κατεύθυνση με την εφαρμοζόμενη πίεση, με αποτέλεσμα σημαντική τριβή μεταξύ του τεμαχίου και του δοχείου. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται ευρέως λόγω της ισχυρής προσαρμοστικότητας του εξοπλισμού και της σταθερής ποιότητας επιφάνειας. Οι τυπικές θερμοκρασίες εξώθησης κραμάτων μαγνησίου κυμαίνονται από 300°C έως 450°C.

    Στην έμμεση εξώθηση, το τεμάχιο παραμένει ακίνητο σε σχέση με το δοχείο, εξαλείφοντας την τριβή και μειώνοντας σημαντικά τη δύναμη εξώθησης. Αυτή η μέθοδος επιτρέπει υψηλότερες αναλογίες εξώθησης σε χαμηλότερες θερμοκρασίες και παρέχει ομοιόμορφη μικροδομή και μηχανικές ιδιότητες, υψηλότερη απόδοση υλικού και μειωμένα απορρίμματα.

    III. Εξωθημένα Προφίλ Κραμάτων Μαγνησίου και Εφαρμογές
    Τα εξωθημένα προϊόντα κράματος μαγνησίου περιλαμβάνουν συμπαγή προφίλ και κοίλα προφίλ. Τα κοίλα προφίλ απαιτούν πολύπλοκα σχέδια μήτρας με κανάλια ροής και θαλάμους συγκόλλησης για την επανασύνδεση των μεταλλικών ρευμάτων υπό υψηλή θερμοκρασία και πίεση.

   

  6/9

  Εκτός από τις συμβατικές μεθόδους εξώθησης, η έρευνα έχει αναφέρει προηγμένες τεχνικές όπως η ασύμμετρη εξώθηση, η περιστροφική οπίσθια εξώθηση, η κυκλική εξώθηση, η δευτερογενής εξώθηση και η εξώθηση σύνθετου τεμαχίου. Η εξώθηση μπορεί επίσης να συνδυαστεί με άλλες διαδικασίες, όπως εξώθηση + σφυρηλάτηση, εξώθηση + έλξη και εξώθηση + έλαση. Τυπικές Εφαρμογές

  Θυσιανωδείς Άνοδοι

  Οι εξωθημένοι θυσιανωδείς άνοδοι μαγνησίου είναι επί του παρόντος ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα προϊόντα εξώθησης μαγνησίου. Οι κοινές ποιότητες κράματος περιλαμβάνουν AZ31B, M1C και AZ63B, που παρέχονται σε στρογγυλές και ορθογώνιες ράβδους.
  Σιδηροδρομικές Μεταφορές

  Οι εξωθήσεις κράματος μαγνησίου διαδραματίζουν βασικό ρόλο στην ελάφρυνση των σιδηροδρομικών οχημάτων, μειώνοντας τους κραδασμούς, τον θόρυβο και την κατανάλωση ενέργειας, ενώ αυξάνουν την ικανότητα ωφέλιμου φορτίου. Μεγάλης διατομής, εξαιρετικά μακρά, υψηλής ακρίβειας προφίλ κράματος μαγνησίου έχουν εφαρμοστεί με επιτυχία σε τρένα υψηλής ταχύτητας, συμπεριλαμβανομένων των πλευρικών τοιχωμάτων, των σχαρών αποσκευών, των ραγών οδηγών δαπέδου, των δοκών και των διαμήκων μελών.

  Μηχανήματα Κλωστοϋφαντουργίας

  
  
   

  7/9

  Τα μεγάλα κοίλα προφίλ κράματος μαγνησίου χρησιμοποιούνται σε μηχανές πλέξης υφασμάτων και κλίνες βελόνας, μειώνοντας σημαντικά την αδράνεια και βελτιώνοντας τη σταθερότητα λειτουργίας κατά τη λειτουργία υψηλής ταχύτητας.

  Αεροδιαστημική και Άμυνα
  Σε αεροδιαστημικές και στρατιωτικές εφαρμογές, οι εξωθήσεις κράματος μαγνησίου αξιοποιούν τα ελαφρά πλεονεκτήματά τους και την απόδοση ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης.

  IV. Τρέχουσες Προκλήσεις στην Εξώθηση Κράματος Μαγνησίου 1. Μείωση Κόστους

  Αν και το κόστος των τεμαχίων μπορεί να πλησιάσει αυτό του αλουμινίου σε κλίμακα, τα κράματα μαγνησίου απαιτούν συνήθως χαμηλότερες ταχύτητες εξώθησης για να αποφευχθεί η ρωγμή, με αποτέλεσμα υψηλότερη παραγωγή
  
  

   

  8/9

  κόστος. Η ανάπτυξη κραμάτων μαγνησίου που εξωθούνται με υψηλή ταχύτητα είναι απαραίτητη για τη μείωση του κόστους.

  2. Υψηλή Αντοχή σε Υψηλή Παραγωγικότητα
  Πολλά προφίλ κράματος μαγνησίου ταιριάζουν επί του παρόντος με τα επίπεδα αντοχής των κραμάτων αλουμινίου 6061 και 6063, με ορισμένα να φτάνουν σε αντοχές εφελκυσμού κοντά στα 500 MPa. Ωστόσο, η παραγωγικότητα και η μορφοποίηση εξακολουθούν να υστερούν σε σχέση με τα κράματα αλουμινίου. Η συνεχής έρευνα στοχεύει στην ανάπτυξη κραμάτων μαγνησίου υψηλής αντοχής κατάλληλων για εξώθηση υψηλής ταχύτητας, επιτρέποντας ευρύτερη βιομηχανική υιοθέτηση.

  Σχετικά με την Τεχνική Υποστήριξη

  Αυτό το άρθρο παρέχεται από την Hilbo Magnesium alloy Material co.,Ltd, έναν κατασκευαστή και παγκόσμιο προμηθευτή υλικών κράματος μαγνησίου, συμπεριλαμβανομένων φύλλων κράματος μαγνησίου, πλακών, σωλήνων, ράβδων και εξωθημένων προφίλ...κ.λπ.
  Εάν έχετε τεχνικές ερωτήσεις σχετικά με την εξώθηση κράματος μαγνησίου, την επιλογή υλικού ή το σχεδιασμό εφαρμογών, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε με την τεχνική μας ομάδα:
  Email: scm@hilbo-mg.com