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铝镁合金

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  铝镁合金铝板主要元素是铝,再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。以Mg为主要添加元素的铝合金,由于它抗蚀性好,又称防锈铝合金。因本身就是金属,其导热性能和强度尤为突出。

  我国是镁矿富裕国,矿产资源占世界镁矿的50%,世界镁矿市场一直受我国镁矿的冲击。不过由于自己缺乏深加工技术,只能出口矿粉,同时由于国内各镁矿公司之间的无序竞争,使镁矿粉的出口价格由前几年的3000-6000美元/吨降至1200美元/吨。因此无论是镁矿公司还是国家主管部门都提出加速镁合金深加工技术开发的要求。

  镁合金价格便宜,有利于深加工技术的开发,由于缺乏镁合金的深加工技术,而我国又是镁矿富裕国,山西、青海、新疆、甘肃等镁矿资源集中的省,许多乡镇企业竞相参与开采,使产量逐年大幅度上升,致使镁合金的价格为13-14元/kg,而铝的价格为18-20/kg元,这给镁合金深加工技术的开发带来极为有利的条件。

  由于它具有比强度高、密度小、耐腐蚀、可回收、导热性好、防电磁辐射、可薄壁成型的诸多优点。从欧洲开始,一些汽车制造厂开始在方向盘、车门、发动机缸体上应用镁合金来代替原用材料。在日本、台湾更是将镁合金应用于3C产品的覆盖件上,提升了产品的品质,藉此增强了产品的竞争力。

  1. 密度小,镁金属是广泛应用的金属中密度最小的金属,按ρ=1.8g/cm3计算,镁合金比塑料轻20%,比铝轻30%。

  3. 散热性能好,适合散热要求较高的产品。热传导率是PP料的100倍。

  4. 由于电位腐蚀而必须避免与其它材料如铝、钢的直接联接,这使装配方面产生了一些难度。

  通常被用于中高档超薄型或尺寸较小的笔记本的外壳。银白色的铝镁合金外壳可使产品更豪华、美观,易于上色,并且可以通过表面处理工艺变成个性化的粉蓝色和粉红色,为笔记本电脑增色不少,这是工程塑料以及碳纤维所无法比拟的。因而铝镁合金成了便携型笔记本电脑的首选外壳材料,大部分厂商的笔记本电脑产品均采用了铝镁合金外壳技术。缺点:铝镁合金并不是很坚固耐磨,成本较高,比较昂贵,而且成型比ABS困难(需要用冲压或者压铸工艺),所以笔记本电脑一般只把铝镁合金使用在顶盖上,很少有机型用铝镁合金来制造整个机壳。

  采用镁合金制造汽车零部件,可显著减轻汽车的整体重量,而汽车所用燃料的大约60%消耗于汽车自重,车重每减轻10%,可节约燃料5.5%,因此,国外近年来在汽车制造中的镁合金应用量在逐步增长。但我国在这方面的开发刚刚起步。

  由于镁合金的许多独特性能比铝合金更优越,因此国外出现了采用镁合金制造高档豪华型建筑装饰材料的趋势,国内一些镁合金生产厂家强烈要求开发镁合金型材的成型加工技术,国家科技部也希望尽快开发这方面的技术,并列为国家“十五”攻关项目。

  其它如铝合金添加剂、镁牺牲阳极和型材用镁合金等。镁牺牲阳极作为有效的防止金属腐蚀的方法之一,广泛应用于长距离输送的地下铁制管道和石油储罐。作为镁牺牲阳极的镁合金有3~4万吨/年的市场需求量,且每年以20%的速度增长。

  镁合金型材、管材,以前主要用于航空航天等尖端或国防领域。由于镁合金生产能力和技术水平的提高,其生产成本已下降到与铝合金相当的程度,极大地刺激了其在民用领域的应用,如用做自行车架、轮椅、康复和医疗器械及健身器材。

  铝镁合金铝板又可称为5×××系列合金铝板,其代表有5052铝板、5005铝板、5083铝板5754铝板,5A02l铝板,5A05铝板等。铝镁合金铝板合金元素主要是镁,含镁量在3-5%之间。主要特点为密度低,抗拉强度高,延伸率高。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列。故常用在航空方面,比如飞机油箱。在常规工业中应用也较为广泛。加工工艺为连铸连轧,属于热轧铝板系列故能做氧化深加工。在我国5×××系列铝板属于较为成熟的铝板系列之一。

  1、5052铝镁合金铝板:5052铝板属于铝镁合金铝板,使用范围广泛,特别是建筑业离不开的合金铝板,也是最有前途的合铝金板。5052铝板带的主要合金元素为镁,具有良好的耐蚀性,焊接性优良,冷加工性较好,并具有中等强度。

  5052铝板常用于制造飞机和汽车油箱、油管、以及交通车辆、船舶的钣金件,仪表、街灯支架与铆钉、五金制品、电器外壳等。

  2、5005铝镁合金铝板:5005铝板带强度和3003相当,熔接性,加工性良好5005铝板与3003合金相似,具有中等强度与良好的抗蚀性。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮,并与6063合金的色调协调一致。

  5005铝板常用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件,建材内外装材、车辆内装材等方面。

  3、5754铝镁合金铝板:5754铝板合金具有中等强度、良好的耐蚀性、焊接性及易于加工成形等特点,是Al-Mg系合金中的典型合金。在国外,不同热处理状态的5754铝合金板材是汽车制造业(轿车车门、模具、密封件)、制罐工业所用的主要材料。

  5754铝板广泛应用于焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐以及用于要求有优良加工性能、优良耐蚀性、高疲劳强度、高可焊性和中等静态强度的场合。

  4、5083铝镁合金铝板:5083铝板在非热处理合金中具最高强度,耐蚀性,熔接性良好。用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合,硬度明显高于5052系列,是5000系列中超硬度铝板的代表产品之一。

  5083铝板常用于船舶、舰艇、车辆用材、汽车和飞机板焊接件、需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等。

  5154铝板应用在焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐。

  5182 铝板应用在薄板用于加工易拉罐盖,汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件。

  5252 铝板应用在制造有较高强度的装饰件,如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜。

  5456 铝板应用在装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料。

  5657 铝板应用在经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件,但在任何情况下必须确保材料具有细的晶粒组织。

  5A03 铝板应用在中等强度焊接结构,冷冲压零件,焊接容器,焊丝,可用来代替5A02合金。

  5A06 铝板应用在焊接结构,冷模锻零件,焊拉容器受力零件,飞机蒙皮骨部件。

  由于镁合金制件可能处于潮湿的工作环境或与其它不同材料的零配件进行装配,为提高及保证制件的耐磨、耐蚀及可看性,镁合金制件必须进行表面处理。其中预处理会影响到随后的喷涂,在制造过程中,制件可能会被一些污染物如油脂、氧化物、润滑剂及异物污染,这些残留的杂质必须清除。

  一般镁合金制件的预处理可分为四种类别:机械清洗、溶剂清洗、碱液清洗 、酸洗。以上这些方法可以单独使用、也可组合使用。抛光过程中须留意研磨粉与水的供给,抛的要很亮才行!AZ91D是比较难抛光的(与前几道细砂纸有关)。

  镁合金制件常见表面处理方法大致分为:油、蜡的表面涂敷、化学处理、阳极氧化、喷涂、电镀、化学镍、非铬系皮膜。

  颜色与外观、镀层厚度与重量、孔质层估计、热稳定性与化学稳定性、耐磨耗性、耐腐蚀性、耐光照性及耐紫外线光照性、光泽特性、表面密度、断裂性与挠曲性、铅笔硬度、方格试验附着性、耐冲击性、导电性与热传性、埃力克森值(Erichsen value)、耐湿性与耐沸水性、耐候性、冷热循环试验、耐药性(碱、硫酸、硝酸、盐酸等)。

  镁合金锭及压铸废料必须储存于不可燃的容器内,不可与其它可燃物混杂,避免受潮。储存体积不要超过1.4m。堆积储存的高度不要超过5.5m,不能使用洒水消防系统。镁合金之间的储放通道至少要大于堆放高度的一半,并至少保持3m的距离。镁锭不可放在易燃的地板上。镁锭不可倾斜应该平放。储存的地方要有良好的排水设施,附近不可堆积易燃材料。

  镁合金粉末必须储存于密闭不可燃容器,并保持环境干燥。镁合金粉末遇水易产生氢气,所以在保存时必须存放在加盖的容器中,并加一通气孔,在通风的环境存放。

  程和法, 黄笑梅, 许玲. 泡沫铝镁合金的压缩与吸能性的研究[J]. 兵器材料科学与工程, 2002, 25(6):12-14.

  胡忠. 铝镁合金铸造工艺及质量控制[M]. 航空工业出版社, 1990.