什么是镁铝合金,用途是什么?
镁铝合金是用镁锭和铝锭在保护气体中高温熔融而成,镁铝合金又名铝镁合金,分子式:Mg4Al3分子量:178.22颜色为灰褐色,比重约为2.15g/cm3,熔点463℃,燃烧时产生的温度达2000℃-3000℃。在烟花生产过程中起着非常重要的还原剂作用,也可作为白光剂和照明剂。
铝镁合金一般主要元素是铝,再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。因本身就是金属,其导热性能和强度尤为突出。铝镁合金质坚量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强,能充分满足3C产品高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽和散热的要求。其硬度是传统塑料机壳的数倍,但重量仅为后者的三分之一,通常被用于中高档超薄型或尺寸较小的笔记本的外壳。而且,银白色的镁铝合金外壳可使产品更豪华、美观,而且易于上色,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,目前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:镁铝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。
2)国防工业领域 ,由于镁及镁合金耐冲击,如果能够开发出与铝合金耐蚀性能相当的镁合金,则其在兵器等各种军用领域将有着广阔的应用前景。如照明弹用镁粉、穿甲弹用高比强度镁合金弹托材料,以及可用变形镁合金制造的战术航空导弹舱段、副翼蒙皮、壁板和雷达、卫星上用的镁合金井字梁、相机架和外壳等零件。 武器轻量化是现代兵器的发展趋势,利用镁合金取代现有武器上的一些零部件正成为各国研究的热点。有关单位已分别通过锻造或铸造成型方式开发出了变形镁合金冲锋枪机匣、枪尾、提把、前扶手、枪托体、大托弹板、瞄具座、小弹匣座以及军用铸造合金发动机进出水管和发动机滤座等军品武器用零部件,其中部分对耐蚀耐磨有较高要求的军用镁合金零部件还被通过协和涂层的方法进行了相应的表面处理。目前,这些研制生产出的军用镁合金零部件已进入实际演示验证和考核阶段,预计不久将得到初步应用。
3)镁合金在汽车工业的应用,镁合金汽车零件的好处可简单归纳为:密度小,可减轻整车重量,间接减少燃油消耗量;镁比强度高于铝合金和钢,比刚度接近铝合金和钢,能承受一定负荷;镁具有良好的铸造性和尺寸稳定性,容易加工,废品率低;镁具有较高阻尼系数,减振量大于铝合金和铸铁,用于壳体可降低噪声,用于座椅、轮圈可以减少振动,提高汽车的安全性和舒适性。早在1930年镁合金就用于一辆赛车上的活塞和欧宝汽车上的油泵箱。上世纪六十年代在有的车上用量达到23千克,主要用作阀门壳、空气清洁箱、制动器、离合器、踏板架等;上世纪八十年代初,严格控制铁、铜、镍等杂质含量,镁合金的耐蚀性得到了解决,同时,成本下降又大大促进了镁合金在汽车上的应用。从上世纪九十年代开始,欧美、日、韩开始把镁合金用于汽车零件上。镁合金压铸件在汽车上的应用已经显示出长期的增长态势。在过去十年里,其年增长速度超过15%。在欧洲,已经有300种不同的镁制部件用于组装汽车,每辆欧洲生产的汽车上平均使用2.5kg镁。每辆汽车对镁的需求将提高至70—120kg。目前,汽车仪表、座位架、方向操纵系统部件、引擎盖、变速箱、进气歧管、轮毂、发动机和安全部件上都有镁合金压铸产品的应用。
重庆长安集团公司:完成了JL462Q发动机变速器上、下壳体用镁合金替代铝合金的产品试制,已形成年产1500t汽车变速器压铸的生产能力。2003年底,变速器上下壳体、箱体延伸体和缸罩等7个零件已批量装车,并通过了小批量装车试验,目前正在进行批量生产前的最后中批量装车考核中;此外,该公司还打算用镁合金取代更多的零部件,如方向盘、座椅内架等,逐步使每辆车用量达到20Kg。一汽集团:试制成功了气门室罩盖、变速箱盖、发动机油喷等镁合金压铸件,其中气门室罩盖已通过装车试验。东风汽车公司:以镁合金变速箱上盖的产业化应用为重点突破对象,完成了10万次规范的台架试验,并顺利通过考核;同时对已装车的真空助力器中间隔板、左右脚踏步的应用情况调查表明其应用效果良好。
总结镁合金的应用领域很广,至于其他的应用领域用途整理如下:
航空航天领域: 飞机:机身、发动机
导弹、宇宙探查:火箭、发射台、卫星及探查、喷气发动机
仪器:陀螺仪、罩、雷达零件及波导管、电气装置、
地面控制装置
原子能产业: 外壳密封装置、辅助设备
运输领域: 汽车、卡车:变速箱体、曲轴箱、传动箱、油盘、缸盖、轮毂、转向盘、刹车中踏板支架、车锁壳体
自行车、摩托车:链条罩、制动片、前导流罩、发动机零件、传动箱盖
物流设备:爪卡盘及传动装置、大型敏捷用具、台车
机械工具:链锯及钻机、工艺装备板、水平仪等
纺织机: 高速经轴、控制杆
印刷: 底版、滚筒、印刷板
办公用品机器:打字机零件、电传打印机盖、计算机、笔记本电脑
光学仪器:照相机壳、磁带卷轴、摄像机、电视、投影机
消费用品:梯子、吸尘器零件、椅子、大型旅行箱架、眼镜、助听器、车椅、拐杖
等等的太多东西了,几乎可以取代塑料,铝合金,与锌合金等等金属。
大家可能都知道在生活当中有很多东西都需要用到镁铝合金的。因为镁铝合金它的性能比较高,而且比重与数量相近,而且强度也比较高,所以说具有良好的塑造性和尺寸的不理解容易加工,废品率比较高适用于很多行业,那么接下来小编就没铝合金的优点做一个简单的介绍,供大家参考和学习。
一、镁铝合金它的密度小强度高:
镁铝合金具有密度小,强度高,而且刚性非常的好,在现在的工程金属当中,镁的密度比较小,但是镁的强度比较高,那么在研究过程当中就将美铝做成一种合金,而因此它的强度和刚度也随之增加了,因此镁铝合金制造的东西的刚性非常的强,对整体构架的设计十分有利。
二、镁铝合金的韧性好:
因为镁铝合金的韧性比较好,因此有非常高的减震性,也就是说,这种在受到外力的作用下,容易产生较大的变形,当他受到冲击之后,也会吸收更多的能量,因此很适合作为一种冲击的理解,有的将它作为车轮,还有的人将它作为防震的建筑物,也有的人将它作为噪音隔离带。
三、美铝合金的热容量比较小:
因为美铝合金的热容量比较小,凝固的速度比较慢,因此镁铝合金可以作为良好的压铸材料,它具有很好的流动性和快速凝固的特点,因此能够产生一种表面比较精细,棱角比较清晰的理解,这样我可以做到它的尺寸非常的完美,而我们所要求材料也是非常稳定的,精度也是非常高的,所以说镁铝合金是良好的原料。
四、美铝合金具有优良的削切加工性:
在众多的金属当中,镁铝合金常用的金属比较容易加工的一种材料,因此在加工镁铝合金的时候,可以采用较高的切速和廉价的切削道具,这样的话,工具的消耗率比较低,同时镁铝合金由于自身的一些特性,不需要任何的磨削和抛光,用切削液就可以让它得到非常光洁的表面,可以说是非常完美的一种东西。
关于镁铝合金的优点小编就介绍到这里,通过小编以上的介绍,大家可以了解到,它自身这么多优点就会给带来很多很多的作用,所以希望大家能够利用好它的优点,让他在很多的领域内都能够发光发热,希望可以帮到大家。
镁合金特性
镁合金新材料是以镁为基体加入其它元素组成的合金,被誉为“21世纪最绿色、最具应用潜力的工程结构材料”,具有密度小、阻尼减震性好、比强度高、抗冲击性高、散热性好、电磁屏蔽性好、环保无毒性、易回收等优异特性,是中国“十三五”规划中重点发展的新材料之一,广泛应用于汽车、轨道交通、军工、航空、3C、生物医疗、电动工具、纺织机械等行业领域。
资料来自 百业网络 关于镁合金特性和镁合金产品系列介绍及应用领域的介绍!
1、 生产难熔金属的还原剂
镁既可作为生产稀有金属Ti、Zr、Hf等的还原剂,也可以做为生产Be、B的还原剂。
2、合金的添加元素
镁的最大用途之一是作为铝合金的合金元素,它可以改善材料的强度和抗腐蚀性能。此外,镁还被添加到压铸锌合金中以改善其力学性能和尺寸稳定性。镁还被用作其它锌产品的组分,包括屋面板、光刻板、生产干电池用的锌板和镀锌浴液等。添加镁,还可使镍、镍铜合金和铜镍锌合金的性能行到很大的改善。
3、球墨铸铁的球化剂
用镁脱除一部分硫和使石墨球化,从而使铸铁的韧性和强度大大提高。
4、镁还被广泛地用于钢脱硫。此外,在生产黄铜和青铜之类的铜合金以及生产镍合金时,镁是十分有用的脱氧剂或“除气剂”。在Betterton-Kroll制铅法中,必须将钙与镁结合使用,以便除去铅中的铋。
5、镁还用于生产的链烃基化合物和芳基化合物;在润滑油中用作中和剂;用于氩气和氢气的提纯;在生产真空管的过程中用作“吸收剂”;用于生产氢化硼、氢化锂和氢化钙;对锅炉用水进行去氧和去氯。
6、高贮能材料
镁在常压下,大约523K和H2作用生成Mg H2,在低压或稍高温下又能释放出氢,镁具有贮氢的作用。Mg H2 较一般金属氢化物贮能高,所以镁可以作为高贮能材料。
7、烟火
由于铝含量超过30%的镁铝合金细粉在燃烧时能发出极明亮的折光,故镁的第一个工业用途就是用在照明器制造方面,如用于制造照相机用的闪光灯等。镁粉还被用于制作供夜航摄影用的曳光管、各种焰火、高能燃料和燃烧器。
纯镁的力学性能很低,不能直接用作结构材料,但通过形变硬化、晶粒细化、合金化、热处理、镁合金与陶瓷相的复合等多种方法或这些方法的综合运用,会使镁的力学性能大副改善。在这些方法中镁的合金化是实际中最基本、最常用和最有效的强化途径。
2、镁合金已被发达国家广泛用于汽车仪表板、座椅支架、变速箱壳体、方向操纵系统部件、发动机罩盖、车门、发动机缸体、框架等零部件上。用镁合金制造汽车零部件,可以显著减轻车重,降低油耗,减少尾气排放量,提高零部件的集成度,提高汽车设计的灵活性等。通常汽车自重每减轻10%,燃油效率可提高5.5%,废气排放相应减少。要使汽车轻量化,有两条途径:一是优化结构设;二是选用轻量化的材料。铝合金、塑料(树脂基复合材料)、镁合金是目前认为较为理想的三类材料。镁合金压铸在所有压铸合金中最轻,是极竞争力的汽车轻量化材料,大量的镁合金零部件被生产出来,以代替塑、铝合金,甚至钢制零件。随着技术的发展,镁合金在汽车领域的应用范围会更广。
3、镁合金已被发达国家广泛用于汽车仪表板、座椅支架、变速箱壳体、方向操纵系统部件、发动机罩盖、车门、发动机缸体、框架等零部件上。用镁合金制造汽车零部件,可以显著减轻车重,降低油耗,减少尾气排放量,提高零部件的集成度,提高汽车设计的灵活性等。通常汽车自重每减轻10%,燃油效率可提高5.5%,废气排放相应减少。要使汽车轻量化,有两条途径:一是优化结构设;二是选用轻量化的材料。铝合金、塑料(树脂基复合材料)、镁合金是目前认为较为理想的三类材料。镁合金压铸在所有压铸合金中最轻,是极竞争力的汽车轻量化材料,大量的镁合金零部件被生产出来,以代替塑、铝合金,甚至钢制零件。随着技术的发展,镁合金在汽车领域的应用范围会更广。
ALMg Ti Fe Cu
2.70 1.74 4.51 7.87 8.96
可见镁的密度约分为Al,Ti,Fe,Cu的64%,39%,22%,19%。
由于镁的密度小,它的合金也以质轻著称。一般镁合金的密度在1.8g·cm-3以下,镁,锂合金的密度低于镁 1.6g·cm-3.某些超轻型镁.锂合金密度甚至低于1,比水还轻.镁得镁和金的低密度使其比性能提高.例如,20o时的弹性模量为45Gpa,比铝(70Gpa)和Ti(120Gpa)的低,但三者的比弹性模量相同(~26Gpa).镁和镁合金质量小的特点,使其在交通运输、航空工业和航天工业上具有巨大的应用前景.
镁的熔点为 651oC,沸点为1107oC.镁的蒸气压很高,627oC时为215.95Pa,727oC时为1037.1Pa,因此镁铍极易挥发.镁原子最外层的两个电子很易失去,是很活泼的金属.常温下镁能与F、CL、BR、I等元素作用生成相应化合物.加热时镁能与硫、氮作用生成MgS和Mg3N2。在空气中镁会慢慢氧化,失去银白光泽而变黑.若温度提高至400oC以上,镁的氧化速度增快,超过500oC以后氧化速度更快,会着火燃烧,此时会生成氧化镁和少量氮化镁.镁燃烧时会发出非常强烈的光亮.镁的这一特点,颇受人们的青睐.早期就被利用于摄影照明,给人们留下美好的形象和记忆.战争时期,被用来制造照明弹,把战场和目标照明得如同白昼.又被用于制造燃烧弹,点燃战区的物资装备,杀伤对方有生力量.人们还利用镁的这一特点,将镁粉、铝粉和其它原料制成烟花.每当节庆的夜晚,随着阵阵悦耳响声,人们可以看到”嫦娥奔月””天女散花”……各种形色的烟花在夜空飞舞,多彩多姿,给人们带来极大的欢乐.顺便提一下,镁的这种”牺牲自我””乐于助人”精神处处可见.例如它仗着活泼的电化学性质做了牺牲自我的阳极,保护着其它的金属和设备.它又作为原电池阳极,耗尽了自己,照亮了他人.
由于化学活泼性高,金属镁是耐腐蚀性能最差的金属之一.在酸性、中性和弱碱性溶液中它都会受到腐蚀而变成Mg2+离子.各种类型大气均会对镁产生程度不同的腐蚀作用.在干燥的空气中,它的表面上形成一层暗淡的的疏松多孔氧化膜,在潮湿大气中,生成的产物组成大致为Mgco3·3H2O+Mgso4·7H2o+Mg(OH)2.大气湿度增加,工为地区和海洋环境的大气中所含的二氧化硫和氯化物等物质,能加重镁的腐蚀.镁中氯化物杂质及铁杂质也会加速镁的腐蚀.因此,工业生产的镁锭必须镀膜钝化,涂油及以蜡纸包覆.
镁是地壳中分布最广的元素之一,占地壳重量的2.77%,为第四个最丰富的金属元素(位于Al、Fe、Ca)之后.在自然界中镁只能以化合物的形态存在.在已知的1500多种矿物中,含镁矿物的有200多种,主要为碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐、氧化物.海洋及盐湖中的镁比陆地上更多,是镁的主要来源.海水中含有10多种元素,镁的含量排第三,位居Na、K之后.海水中含镁0.13%每立方千米海水中有130万t镁,相当于世界镁年消耗量的4倍(见表2.8)盐湖水的镁浓度比海水更高.以东以色列、约旦之间的”死海”(实为另一内陆湖),受到千万干旱气候的造化,湖水极浓,含镁竟高达4%.仅此一处的镁,就能满足全世界2.2万年的需要.
纯镁不适合做结构材料.作为结构材料应用的镁主要是镁合金和铝-镁合金.全世界约有千种铝合金牌号,若按化学成份归类的话,约为300多种.这300多种铝合金几乎都含有镁,其中以镁作为主要添加剂的铝-镁合金(镁含量最高为10.5%)约为40种.全世界各国镁合金品牌共有200多种,这些品牌按化学成份可归为30多种.共中变形镁合金黄色10多种,铸造镁合金20多种,铸造镁合金主要有以下3个体系.
1) 镁-铝合金.这种合金自第一次世界大战被德国使用以来,成了最广泛使用的铸造镁合金的基础.大部份含有8%~9%的铝及少量的锌(使拉伸性能有某些提高)和锰(改善抗蚀性)
2) 镁-铝-锌合金.镁-铝合金中加锌会产生一定的强化作用,其中高含锌量的合金具有很吸引人的压铸特性.如Mg-8AL-8ZN,具有足够大的流动性.,可用于压铸件,而且流动性和抗蚀性超过传统铝-锌合金.
3) 含锆镁合金.锆能细化晶粒,改善镁合金的拉伸性能,提高镁合金蠕变能力,以满足航空和航天工业的需要.属于这一系列的合金有镁-锌-锆合金,镁-稀土-锌-锆合金,以及镁-钍系为基和镁-银系为基的含ZR合金.这种含稀土金属和或含钍的合金都可焊.钍也能改善铸造性能.银可以进一步提高拉伸性能.一些铸造镁合金的性能示于表3.2.
镁是立方晶格的金属,可以承受的形变量有限(特别是在低温下).其变形材料主要在300~500oC温度范围内通过挤压、轧制和压力锻造进行生产.变形合金可以按照它们是否含锆而分成两类.按照变形产品种类可分为三类:1薄板和厚板轧制金.如AZ31(Mg-Al-Z系),ZM21(Mg-Zn-Mn系)和ZE10(Mg-Zn-RE系),这三种合金都可焊,后两种强度较低.LA141A(Mg-Li-Al)等也属这一类,前面已作详细介绍.属于这一类的还有含钍的HK31(Mg-Th-Zr系)以及随后研制的HM21(Mg-Th-Mn等),它们的高温强度更高.2挤压合金.这类合金含铝量大多在1%~8%之间.
镁合金都具有密度小的特点,特别是某些镁-锂合金(见前),密度甚至低于1。美英俄等国正在研制含钇镁合金。一种Mg-8.5Y-1.25Zn-0.5Zr合金,其密度小于1.9g·cm-3 ,抗拉强密度420Mpa, 0.2%屈服强度360Mpa,比现有任何一种变形镁合金的都高,同高强度铝合金强度相当。
镁铝合金又名铝镁合金,分子式:Mg4Al3分子量:178.22颜色为灰褐色,比重约为2.15g/cm3,熔点463℃,燃烧时产生的温度达2000℃-3000℃。在烟花生产过程中起着非常重要的还原剂作用,也可作为白光剂和照明剂。
镁铝合金是用镁锭和铝锭在保护气体中高温熔融而成。长期以来关于镁铝合金的结构有两种说法。一种说法是镁铝合金是简单物理混合;另一种说法是镁铝合金内部改变了晶体结构,不是简单的物理混合。
镁锭和铝锭在高于1150K时,部分铝与空气中的氧气反应,生成a-Al2O3,氧化铝的此种晶体化学性质呈惰性,起着屏障、隔离作用。低于1150K时,生在B-Al2O3而这种晶体与酸反应,保护不了内部的镁铝合金。
标准的镁铝合金中镁、铝的含量各约为50%。活性铝含量的多少对烟花的安全生产和产品的质量有很大的影响。但是现在生产镁铝合金的企业多为私营企业,近几年来铝锭比镁锭贵,受利益的驱动,大多未按国标生产。现在镁铝合金粉中铝的含量普遍低于50%,有的铝含量低到了40%。镁含量的增加使得镁铝合金的性质接近镁粉的性质,使得烟火药的撞击感度、摩擦感度增加,烟火剂更加敏感,从而增加隐患。我们可能以用下面的化学机理来检验镁铝合金中铝的含量。
1、盐酸与镁铝合金的反应
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
2、混合溶液与氢氧化钠溶液反应(混合溶液中滴几滴石蕊或酚酞试剂作指示剂,以避免氢氧化钠过量)
MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2↓
AlCl3+3NaOH=3NaCl+Al(OH)3↓
3、过滤、烘干、称重,重量为G1克
4、氢氧化铝与过量的氢氧化钠反应
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
5、未反应的为氢氧化镁。过滤、烘干、称重,重量为G2克
镁铝合金的中铝的含量Al%=(G1-G2)/G×34.62%
GB150-85规定了镁铝合金中铝的含量的范围为47-53%,铝含量低于这个范围镁铝合金容易引起质量事故和安全事故,应慎用。