唐山经营挤压镁合金镁合金压铸
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从金属变形的的主变形方式可知,轧制的主变形方式是双向延伸、一向压缩的,因此,轧制不利于充分发挥镁合金的塑性能力,镁合金轧制板带材轧制工艺并不是一种主要的工艺,在镁及镁合金的半成品产量中,平轧材也不是多的。在书面材料中,不宜把“轧制”写成“压延”,因为在国标GB/8005.1中并没有“压延”一词,只有“轧制”一词;同时,在商务印书馆出版的第3版《新华大字典》中也无“压延”一词,只有“轧制”。
镁及镁合金晶体结构为密集六方晶格,塑形变形能力不强,所以轧制板材时多采用塑性较高的AZ31和M1A合金。铝合金及铜合金晶体都是面心立方晶格,有很高的塑性,可轧成很薄的箔材。板材可按其厚度分为厚板与薄板,对铜合金及铝合金来说,厚板是指厚度>6mm的板材,现在航空航天工业用的铝合金厚板厚度已达250mm;≤6mm的板材称为薄板。对镁合金板材来说,一般把原度11mm~70mm的称为厚板,厚度≤10mm的称为薄板。
由于镁合金的变形能力有限,为使锭坯获得大的变形量和减少裂纹产生,大都进行热轧,热轧温度300℃~450℃,可根据合金选择温度,热车道次压下率为10%~30%,铝合金的热轧道次压下率可达50%。在镁合金热轧时,若轧件温度降到315℃,则需要重新加热,以热轧的进行。
ZK60A合金挤压材
ZK60A镁合金是一种不含Al的Mg-Zn系合金,含Zn4.8-6.2、Zr 0.45,共余为Mg,Zr的含量一般为0.5%。F及T5状态挤压材的室温平均弹性模量44.8GPa。室温抗拉强度/伸长率:F材料的340MPa/14%,T5材料的305MPa/11%;室温屈服强度:F材料的360MPa、T5材料的305MPa。
ZK60A合金挤压材纵向试样回转梁(R=-1)轴向负载(R=0.25)的室温疲劳断裂试验结果见图1-图4。
ZK60A合金锻件
ZK60A-T5合金锻件的回转和弯曲梁(R=-1)疲劳强度见图5及图6,纵向试样,带切口,Kt=2,经机加工和抛光,试样取自车轮轮缘。
弹性模量室温平均值44.8MPa、室温抗拉强度/伸长率305MPa/16%、室温屈服强度205MPa的ZK60A的切线和轴向轮缘回转和弯曲梁试样的室温疲劳强度见下表,试样经抛光。
镁合金副驾驶座椅骨架
常规车型的驾驶座椅骨架主要为钢件,其中包括靠背骨架、座垫骨架和滑轨。因为,常规车型的改制存在一定的限制,按照轿车座椅设计的有关规定,为了汽车性能,将副驾驶座位的椅骨架替换为镁合金。制作工艺主要应用挤压、弯曲和冲压,镁合金件的焊接技术为氢弧焊,使用结构胶连接所有材料零部件。经过实践之后,镁合金副驾驶座椅骨架的质量显示为12.66kg,和钢结构件对比质量减轻了8.3%。
镁合金前、后副车架
为镁合金前、后副车架技术参数能够满足规定要求,需要完善原本的结构设计。设计过程中,通过楔形加强筋、局部位置设置纵向加强梁以及局部增厚这三种要求进行结构设计,并对终设计成果展开验证、分析,可以得出设计而成的镁合金前、后副车架技术参数与规定相符。这一部分所应用的工艺主要有挤压、弯曲和整形,焊接制造则是以分段制造、环形焊与角焊为主,结束焊接操作之后压入支承套橡胶内衬,使用螺栓连接轿车,同时设置复合材料垫圈,达到良好的联接效果。经过轻量化设计之后的镁合金前、后副车架,其质量与钢件相比分别减轻了50.5%、62.3%。
镁合金轮辋
按照镁合金制造的有关规定,轮辋小辐条根部位置要进行挖深处理,镁合金车轮要满足性能要求,弯曲疲劳、径向疲劳的大应力相比镁合金材料的疲劳强度小于110MPa,使用期限超过107次。经过实践可知,轻量化设计之后的镁合金轮辋质量降低为7.9kg,相比铝合金材料的轮惘减轻了37%。
3D打印
3D打印技术是诸多新技术的一种,是以新车模型、工具的实际运用为前提研发的技术。通过扫描镜、激光束等部件制作镁合金零部件,有效提升了零部件制作的速度。如今,3D打印技术已经在汽车企业中实现普及,节省研发成本的同时很好的提升了研发效率,可以满足要求多、批量小的客户。
用于制造汽车零部件的镁合金种类较多,包括Mg-Mn合金、Mg-Zn合金和Mg-Al合金。其中,Mg-Al合金用量大,因为添加Al元素能提高镁合金的强度及铸造性能,而且成本较低。在Mg-Al合金加入少量Mn元素可降低杂质Fe的含量比。基于Al、Mn元素设计的镁合号有AZ系列的AZ91D和AM系列的AM60等。