镁铝合金锻造轮圈有什么优势?是否适合跑街?
谢邀。
将题目分为镁铝合金,以及锻造和铸造的各自特点分别给题主介绍。
先说镁铝合金轮毂,现在的铝合金轮毂中都含有镁合金,只是由于铝占据比例较大,通常都被称为铝镁合金。最早的轮毂有纯镁车轮,现在只能在老爷车上找到。纯镁有许多问题。老式的镁制轮辋非常容易发生点蚀,开裂和腐蚀。在二十世纪六十年代中后期,铝铸造改进允许制造更安全的车轮,铝合金轮代替了镁作为低成本,高性能的赛车运动轮。
镁的密度1.8,铝的密度2.7,钢的密度7.8,镁铝合金有诸多特性:重量轻,只有铝的2/3抗冲击性能强,是塑料的20倍,铸造性能好。更低的质量降低簧下质量所带来车身重量降低,以及随之而来的好处—更高的燃油效率,即省油,以及更高的加速与制动性能。
再说锻造和铸造,铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中,待其冷却凝固后,以获得零件或毛坯的方法。锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。铸造轮圈一般机械性能不如锻件,而价格较锻造件低廉、生产周期短。
目前镁铝合金锻造轮毂是大部分高性能车型的选择。
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在零件的机械加工过程中,常常会由于内应力而产生变形,尤其是有色轻金属如铝、镁合金的加工。内应力引起的翘曲、侧弯和扭曲等形式的变形频繁出现,会严重影响零件的加工质量及加工效率,特别是对于薄壁、薄板类零件表现得尤为突出。如何最大限度地减少或消除零件的变形,保证产品质量及生产效率,多年来一直是我们研究的地方。
原因分析:
为提高镁合金的加工和使用性能,在加工前需要通过热处理(淬火处理+时效处理)的途径提高强度。材料在淬火过程中产生很大的内应力,时效过程不能完全释放淬火过程中产生的内应力。
在后续的机械加工过程中,新的切削应力产生,随着材料的不断去除,内应力的平衡状态被打破,内应力重新分布,直至达到新平衡过程而产生变形,使零件失去应有的加工精度。而且当零件表面的应力超过材料的强度极限时,还会产生裂纹。
解决办法:
针对以上原因,对于镁合金薄壁、薄板类零件采用“套材”法进行加工。“套材”法就是一次装夹完成所有尺寸加工后,再将零件从毛坯中掏出的加工方法。
套材过程包括铣上面→粗铣内腔→粗铣外形→精铣外形→精铣内腔→精铣底面→点(钻)孔→切断等工艺。
由于整个过程是在一次装夹中完成的,在切断之前,由于零件与毛坯材料地面连接,所以内应力的产生不会造成零件有较大变形,在整个过程中零件尺寸稳定。
在切断时,需要让毛坯材料与零件材料底面有0.1mm粘连,以保证在整个“套材”过程中零件有足够的强度抵抗加工过程中产生的切削应力。
将零件从毛坯中切下后,零件虽由于应力释放而发生变形,但是零件上各相对尺寸不会改变,只需要增加校正工序校平底面所有尺寸、形状均可恢复正确。
镁合金加工注意事项
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镁铝合金主要做压铸材料的牌号为AZ91D, 导热系数为 51W/M度K.
镁合金的阳极氧化方法叫做"微弧氧化", 外观为粗糙灰暗的表面, 无法染色. 要做外观件通常会再其上做烤漆处理.
例如:铝合金熔炼工艺流程和操作工艺
装料
熔炼时,装入炉料的顺序和方法不仅关系到熔炼的时间、金属的烧损、热能消耗,还会影响到金属熔体的质量和炉子的使用寿命。装料的原则有:
1、装炉料顺序应合理。正确的装料要根据所加入炉料性质与状态而定,而且还应考虑到最快的熔化速度,最少的烧损以及准确的化学成分控制。
装料时,先装小块或薄片废料,铝锭和大块料装在中间,最后装中间合金。熔点易氧化的中间合金装在中下层。所装入的炉料应当在熔池中均匀分布,防止偏重。
小块或薄板料装在熔池下层,这样可减少烧损,同时还可以保护炉体免受大块料的直接冲击而损坏。中间合金有的熔点高,如AL-NI和AL-MN合金的熔点为750-800℃,装在上层,由于炉内上部温度高容易熔化,也有充分的时间扩散;使中间合金分布均匀,则有利于熔体的成分控制。
炉料装平,各处熔化速度相差不多这样可以防止偏重时造成的局部金属过热。
炉料应进量一次入炉,二次或多次加料会增加非金属夹杂物及含气量。
2、对于质量要求高的产品(包括锻件、模锻件、空心大梁和大梁型材等)的炉料除上述的装料要求外,在装料前必须向熔池内撒20-30kg粉状熔剂,在装炉过程中对炉料要分层撒粉状熔剂,这样可提高炉体的纯洁度,也可以减少损耗。
3、电炉装料时,应注意炉料最高点距电阻丝的距离不得少于100mm,否则容易引起短路。
熔化
炉料装完后即可升温。熔化是从固态转变为液态的过程。这一过程的好坏,对产品质量有决定性的影响。
A、覆盖
熔化过程中随着炉料温度的升高,特别是当炉料开始熔化后,金属外层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂,将逐渐失去保护作用。气体在这时候很容易侵入,造成内部金属的进一步氧化。并且已熔化的液体或液流要向炉底流动,当液滴或液流进入底部汇集起来时,其表面的氧化膜就会混入熔体中。所以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体的氧化膜,在炉料软化下塌时,应适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖,其用量见表。这样也可以减少熔化过程中的金属吸气。
覆盖剂种类及用量
炉型及制品
覆盖剂用量(占投量)/%
覆盖剂种类
电气熔炼
普通制品
0.4-0.5
粉状熔剂
特殊制品
0.5-0.6
煤气炉熔炼
普通制品
1-2
Kcl:Nacl按1:1混合
特殊制品
2-4
B、加铜、加锌
当炉料熔化一部分后,即可向液体中均匀加入锌锭或铜板,以熔池中的熔体刚好能淹没住锌锭和铜板为宜。
这时应强调的是,铜板的熔点为1083℃,在铝合金熔炼温度范围内,铜是溶解在铝合金熔体中。因此,铜板如果加得过早,熔体未能将其盖住,这样将增加铜板的烧损;反之如果加得过晚,铜板来不及溶解和扩散,将延长熔化时间,影响合金的化学成分控制。
电炉熔炼时,应尽量避免更换电阻丝带,以防脏物落入熔体中,污染金属。
C、搅动熔体
熔化过程中应注意防止熔体过热,特别是天然气炉(或煤气炉)熔炼时炉膛温度高达1200℃,在这样高的温度下容易产生局部过热。为此当炉料熔化之后,应适当搅动熔体,以使熔池里各处温度均匀一致,同时也利于加速熔化。
扒渣与搅拌
当炉料在熔池里已充分熔化,并且熔体温度达到熔炼温度时,即可扒除熔体表面漂浮的大量氧化渣。
A、扒渣
扒渣前应先向熔体上均匀撒入粉状熔剂,以使渣与金属分离,有利于扒渣,可以少带出金属。扒渣要求平稳,防止渣卷入熔体内。扒渣要彻底,因浮渣的存在会增加熔体的含气量,并弄脏金属。
B、加镁加铍
扒渣后便可向熔体内加入镁锭,同时要用2号粉状熔剂进行覆盖,以防镁的烧损。
对于高镁铝合金为防止镁的烧损,并且改变熔体及铸锭表面氧化膜的性质,在加镁后须向熔体内加入少量(0.001%-0.004%)的铍。铍一般以Al-BeF4与2号粉状熔剂按1:1混合加入,加入后应进行充分搅拌。
Na BeF +Al→2NaF+AlF +Be
为防止铍的中毒,在加铍操作时应戴好口罩。另外,加铍后扒也的渣滓应堆积在专门的堆放场地或作专门处理。
C、搅拌
在取样之前,调整化学成分之后,都应当及时进行搅拌。其目的在于使合金成分均匀分布和熔体内温度趋于一致。这看起来似乎是一种极其简单的操作,但是在工艺过程中是很重要的工序。因为,一些密度较大的合金元素容易沉底,另外合金元素的加入不可能绝对均匀,这就造成了熔体上下层之间,炉内各区域之间合金元素的分布不均匀。如果搅拌不彻底(没有保证足够长的时间和消灭死角),容易造成熔体化学成分不均匀。
搅拌应当平稳进行,不应激起太大的波浪,以防氧化膜卷入熔体中。
调整成分
在熔炼过程中,由于各种原因都可能会使合金成分发生改变,这种改变可能使熔体的真实成分与配料计算值发生较大的偏差。因而需在炉料熔化后,取样进行快速分析,以便根据分析结果是否需要调整成分。
A、取样
熔体经充分搅拌后,即应取样进行炉前快速分析,分析化学成分是否符合标准要求。取样时的炉内熔体温度应不低于熔炼温度中限。
快速分析试样的取样部位要有代表性,开然气炉(或煤气炉)在两个炉门中心部位各取一组试样,电炉在二分之一熔体的中心部位取两组试样。取样前试样勺要进行预热,对于高纯铝及铝合金,这了防止试样勺污染,取样应采用不锈钢试样勺并涂上涂料。
B、成分调整
当快速分析结果和合金成分要求不相符时,就应调整成分——冲淡或补料。
(1)补料。快速分析结果低于合金化学成分要求时需要补料。为了使补料准确,应按下列原则进行计算:
1)先算量少者后算量多者;
2)先算杂质后算合金元素;
3)先算低成分的中间合金,后算高成分的中间合金;
4)最后算新金属
一般可按下式近似地计算出所需补加的料量,然后予以核算,算式如下:
X=
式中X——所需补加的料量,kg
Q——熔体总量(即投料量),kg
a——某成分的要求含量,%;
b——该成分的分析量,%;
c c ——分别为其它金属或中间合金的加入量,kg
d——补料用中间合金中该成分的含量(如果是加纯金属,则d=100),%。
(2)冲淡。
快速分析结果高于化学成分的国家标准、交货标准等的上限时就需冲淡。
在冲淡时高于化学成分标准的合金元素要冲至低于标准要求的该合金元素含量上限。
我国的铝加工厂根据历年来的生产实践,对于铝合金都制定了厂内标准,以便使这些合金获得良好的铸造性能和力学性能。为此,在冲淡时一般都冲至接近或低于该元素的厂内化学成分标准上限所需的化学成分。
在冲淡时一般按照下式计算出所需的冲淡量。
X=Q(b-a)/a
式中b——某成分的分析量,%;
a——该成分的(厂内)标准上限的要求含量,%;
Q——熔体总量,kg
X——所需的冲淡量,kg
C 调整成分时应注意的事项
(1)试样用元代表性。试样无代表性是加为,某些元素密度较大,溶解扩散速度慢,或易于偏析分层。故取样前应充分搅拌,以均匀其成分,由于反射炉熔池表面温度高,炉底温度低,没有对流传热作用,取样前要多次搅拌,每次搅拌时间不得少于5min。
(2)取样部位和操作方法要合理。由于反射炉熔池大而深,尽管取样前进行多次搅拌,熔池内各部位的成分仍然有一定的偏差,因此,试样应在熔池中部最深部位的二分之一处取出。
取样前应将试样模充分加热干燥,取样时操作方法正确,使试样符合要求,否则试样有气孔、夹渣或不符合要求,都会给快速分析带来一定的误差。
(3)取样时温度要适当。某些密度大的元素,它的溶解扩散速度随着温度的升高而加快。如果取样前熔体温度较低,虽然经过多次搅拌,其溶解扩散速度仍然很慢,此时取出的试样仍然无代表性,因此取样前应控制熔体温度适当高些。
(4)补料和冲淡时一般都用中间合金,熔点较高和较难熔化的新金属料,应予避免。
(5)补料量和冲淡量在保证合金元素要求的前提下应越少越好。且冲淡时应考虑熔炼炉的容量和是否便于冲淡的有关操作。
(6)如果在冲淡量较大的情况下,还应补入其它合金元素,应使这些合金元素的含量不低于相应的标准或要求。
精炼
工业生产的铝合金绝大多数在熔炼炉不再设气体精炼钢过程,而主要靠静置炉精炼和在线熔体净化处理,便有的铝加工厂仍还设有熔炼炉精炼,其目的是为了提高熔体的纯净度。这些精炼方法可分为两类:即气体精炼法和熔剂精炼法。
出炉
当熔体经过精炼处理,并扒出表面浮渣后,待温度合适时,即可将金属熔体输注到静置炉,以便准备铸造。
清炉
清炉就是将炉内残存的结渣彻底清出炉外。每当金属出炉后,都要进行一次清炉。当合金转换,普通制品连续生产5-15炉,特殊制品每生产一炉,一般就要进行大清炉。大清炉时,应先均匀向炉内撒入一层粉状熔剂,并将炉膛温度升至800℃以上,然后用三角铲将炉内各处残存的结渣彻底清除。
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.
镁是密排六方晶系的金属,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300~500℃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.
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1、尺度稳定性:这是镁的特色之一。当它从模具中取出时,产品只要很小的残余铸造应力,因此,它无需退火和去应力处理的必要。而在加载情况下,这种金属也能出现很好的抗蠕变特性。例如,AM压铸件在超越120℃条件下接受100小时,只要0.1%~0.5%的总伸长。
2、杰出的切削性能:镁比铝和锌有更好的加工及切削特性,这促进镁成为最易切削加工的金属资料。
3、吸震性能高:镁有极好的滞弹吸震性能,可吸收振动和噪音,这对用作设备机壳减小噪音传递,和供给防冲击与防洼陷损坏是十分重要的。
4、分量轻:在平等刚性条件下,一磅镁的坚固程度等同于1.8磅的铝和2.1磅的钢。一起,镁能制出与铝同样杂乱的零件但分量仅较后者轻三分之一。上述特性关于现代一些手提类产品是至关重要的。而关于车辆,这一特性将显著地削减其启动惯性,并节省燃料耗费。
5、高散热性:镁合金有高散热性能,适合如今规划密集的电子产品。镁合金热传导性比一般结构金属的要好,可供热源快速的分散。笔记型计算机一旦过热便易使系统不稳,目前的散热方法是在工程塑料外壳内,以热管导开热源、加装鳍状热片,或电扇做强制对流等,故热传导才能为塑料150倍以上的镁铝合金,是未来高级笔记本电脑的最佳挑选。
6、杰出的铸造性能:在保持杰出的结构条件下,镁答应铸件壁厚小至0.6mm。这是塑料制品在相同强度下,无法到达的壁厚。至于铝合金也要在1.2~1.5mm范围下,才可以和镁相比。别的,镁合金在长时间使用及温度升高不会发生组织变化,低温(-10℃以下)时,亦无脆裂问题。
7、可回收再用:镁合金资料获得不虞匮乏,自海水即可提炼,不会有原料不易获得之问题。别的,镁合金不良品可完全回收再提炼,并作为AZ91D、AM50或AM60的二次资料进行铸造。由于压铸件的需求不断提高,可回收再用的才能是非常重要的。这契合环保的要求,使得镁合金比许多塑料资料更具吸引力。
网上搜的仅供参考。
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。