Z91A鎂合金

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AZ91A鎂合金性能

鎂合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金。其特點是：密度小（1.8g/cm3鎂合金左右），比強度高，比彈性模量大，散熱好，消震性好，承受沖擊載荷能力比鋁合金大，耐有機物和堿的腐蝕性能好。主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金。主要用于航空、航天、運輸、化工、火箭等工業部門。在實用金屬中是最輕的金屬，鎂的比重大約是鋁的2/3，是鐵的1/4。它是實用金屬中的最輕的金屬，高強度、高剛性。

基本簡介

特性

密度低、比性能好、減震性能好、導電導熱性能良好、工藝性能良好、耐蝕性能差、易于氧化燃饒、耐熱性差。

產品特點

其加工過程及腐蝕和力學性能有許多特點：散熱快、質量輕、剛性好、具有一定的耐蝕性和尺寸穩定性、抗沖擊、耐磨、衰減性能好及易于回收；另外還有高的導熱和導電性能、無磁性、屏蔽性好和無毒的特點 。

應用范圍：鎂合金廣泛用于攜帶式的器械和汽車行業中，達到輕量化的目的。

鎂合金的比重雖然比塑料重，但是，單位重量的強度和彈性率比塑料高，所以，在同樣的強度零部件的情況下，鎂合金的零部件能做得比塑料的薄而且輕。另外，由于鎂合金的比強度也比鋁合金和鐵高，因此，在不減少零部件的強度下，可減輕鋁或鐵的零部件的重量。

鎂合金相對比強度（強度與質量之比）最高。比剛度（剛度與質量之比）接近鋁合金和鋼，遠高于工程塑料。

在彈性范圍內，鎂合金受到沖擊載荷時，吸收的能量比鋁合金件大一半，所以鎂合金具有良好的抗震減噪性能。

鎂合金熔點比鋁合金熔點低，壓鑄成型性能好。鎂合金鑄件抗拉強度與鋁合金鑄件相當，一般可達250MPA，最高可達600多Mpa。屈服強度，延伸率與鋁合金也相差不大。

鎂合金還個有良好的耐腐蝕性能，電磁屏蔽性能，防輻射性能，可做到100%回收再利用。

鎂合金件穩定性較高壓鑄件的鑄造行加工尺寸精度高，可進行高精度機械加工。

鎂合金具有良好的壓鑄成型性能，壓鑄件壁厚最小可達0.5mm。適應制造汽車各類壓鑄件。

但鎂合金線膨脹系數很大，達到25～26 μm/m℃，而鋁合金則為23 μm/m℃，黃銅約20 μm/m℃，結構鋼12 μm/m℃，鑄鐵約10μm/m℃，巖石（花崗巖、大理石等）僅為5～9 μm/m℃，玻璃5～11 μm/m℃。

鎂合金是以鎂為基礎加入其他元素組成的合金。其特點是：密度小，比強度高，彈性模量大，消震性好，承受沖擊載荷能力比鋁合金大，耐腐蝕性能好。主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金。

鎂合金比重在所有結構用合金中屬于最輕者，因此，在不減少零部件的強度下，可減輕鋁或鐵的零部件的重量。鎂合金的比強度明顯高于鋁合金和鋼，比剛度與鋁合金和鋼相當。在彈性范圍內，鎂合金受到沖擊載荷時，吸收的能量比鋁合金件大，所以鎂合金具有良好的抗震減噪性能。在相同載荷下，減振性是鋁的100倍，鈦合金的300～500倍。電磁屏蔽性佳，3C產品的外殼（手機及電腦）要能夠提供優越的抗電磁保護作用，而鎂合金外殼能夠完全吸收頻率超過100db的電磁干擾。質感佳，鎂合金的外觀及觸摸質感極佳，使產品更具豪華感，而且，在空氣中更不容易腐蝕。

鎂合金的散熱相對與合金來說有絕對的優勢：根據公式：Q=dvC△t 其中Q—熱量；d=比重；V=體積；C=比熱容；△t =(t1-t2）變化的溫度；當相同體積與形狀的鎂合金與鋁合金，接受相同的熱量Q時，二者變化的溫度比為：△t/△t=2.74x0.23/1.81x1.05=1/3；即鎂合金為鋁合金的1/3；鎂合金導熱系數54W/mk；鋁合金導熱系數100W/mk；相差一倍。意味對于相同體積與形狀的鎂合金與鋁合金材料的散熱器，某熱源生產的熱量（溫度）鎂合金比鋁合金更容易由散熱片根部傳遞到頂部的速度，頂部更容易達到高溫。即鋁合金材料的散熱器根部與頂部的溫度差，比鎂合金材料的散熱器小。這意味著由鎂合金材料制作的散熱片根部的空氣溫度與頂部的空氣溫度溫度差，比鋁合金材料制作的散熱片大，因此加速散熱器內部空氣的擴散對流，使散熱效率提高。因此，相同溫度，鎂合金的散熱時間還不用鋁合金的一半。

所以，鎂合金是應用于LED及其他燈飾，汽車應用零部件，及其他要求高質量，高強度，高韌性配件的理想材料。

應用場所

目前，鎂合金在汽車上的應用零部件可歸納為2類。

(1）殼體類。如離合器殼體、閥蓋、儀表板、變速箱體、曲軸箱、發動機前蓋、氣缸蓋、空調機外殼等。

(2）支架類。如方向盤、轉向支架、剎車支架、座椅框架、車鏡支架、分配支架等。

根據有關研究，汽車所用燃料的60%是消耗于汽車自重，汽車自重每減輕10%，其燃油效率可提高5%以上；汽車自重每降低100 kg，每百公里油耗可減少0.7 L左右，每節約1 L燃料可減少CO2排放2.5 g，年排放量減少30%以上。所以減輕汽車重量對環境和能源的影響非常大，汽車的輕量化成必然趨勢。

手機電話，筆記本電腦上的液晶屏幕的尺寸年年增大，在它們的枝撐框架和背面的殼體上使用了鎂合金。

雖然鎂合金的導熱系數不及鋁合金，但是，比塑料高出數十倍，因此，鎂合金用于電器產品上，可有效地將內部的熱散發到外面。

在內部產生高溫的電腦和投影儀等的外殼和散熱部件上使用鎂合金。電視機的外殼上使用鎂合金可做到無散熱孔。

電磁波屏蔽性：鎂合金的電磁波屏蔽性能比在塑料上電鍍屏蔽膜的效果好，因此，使用鎂合金可省去電磁波屏蔽膜的電鍍工序。

在硬盤驅動器的讀出裝置等的振動源附近的零件上使用鎂合金。若在風扇的風葉上使用鎂合金，可減小振動達到低騷音。此外，為了在汽車受到撞擊后提高吸收沖擊力和輕量化，在方向盤和坐椅上使用鎂合金。

合金名稱 特征 應用范圍

AZ91D 強度高且耐腐蝕性好 電器產品的殼體等

AM60B 延伸率和抗沖擊力大 汽車上的方向盤和坐椅等

AM50A 延伸率和抗沖擊力大 汽車上的方向盤和坐椅等

AS41B 抗蠕變性能好 汽車上的減速箱等

機械加工性能

：鎂合金比其他金屬的切削阻力小，在機械加工時，可以較快的速度加工。

表：各種金屬的切削阻力（以鎂合金的切削阻力為1)

金屬名 切削阻力

鎂合金 1.0

鋁合金 1.8

黃銅2.3

鑄鐵3.5

耐凹陷性好：鎂合金與其他金屬相比抗變形力大，由沖撞而引起的凹陷小于其他金屬。

對振動·沖擊的吸收性：由于鎂合金對振動能量的吸收性能好，使用在驅動和傳動的部件上可減少振動。另外，沖擊能量吸收性能好，比鋁合金具有更好的延伸率的鎂合金，受到沖擊后，能吸收沖擊能量而不會產生斷裂。

再生：鎂合金與塑料不同，它可以簡單地再生使用且不降低其機械性能，而塑料很難在不降低其機械性能再生使用。鎂合金與其他金屬相比，熔點低，比熱小，在再生熔解時所消耗的能源是新材料制造所消耗的能源的4%。

表：各種材料的物理性質比較

材料名 密度(g/cm3) 熔點（℃） 導熱系數（W/Mk) 抗拉強度（MPa) 屈服點（MPa) 延伸率（%) 比強度 楊氏模量（GPa)

鎂合金（觸變成形）

AZ91 1.82 596 72 280 160 8 154 45

AM60 1.79 615 62 270 140 15 151 45

鋁合金

（壓鑄成形） 380 2.70 595 100 315 160 3 117 71

鋼鐵 碳素鋼 7.86 1520 42 517 400 22 66 200

塑料 ABS 1.03 90(Tg) 0.2 35 * 40 34 2.1

PC 1.23 160(Tg) 0.2 104 * 3 85 6.7鎂合金的種類

在數碼單反相機上的應用

鎂合金由于密度低、強度較高，具有一定的防腐性能，常用來做單反相機的骨架。一般中高端及專業數碼單反相機都采取鎂合金做骨架，使其堅固耐用，手感好。如佳能的1D系列、5D系列、7D及10D-50D，尼康的D3系列、D700、Dx00系列及最新的D7000，賓得的K-7及K-5等都是鎂合金機身。

采用了鎂合金機身的數碼單反相機不僅是準專業級專業的象征，也具有高昂的價格。

按成型方法分為變形鎂合金和鑄造鎂合金兩類。

1、合金名稱

鎂合金的合金名稱是以主要添加合金元素及其百分比來取名。

2、主要合金的成分（ASTM規格）

合金名稱 Mg Al Zn Mn Si Cu Ni Fe

AZ91D bal. 8.5-9.5 0.45-0.90 0.17-0.4 <=0.05 <=0.025 <=0.001 <=0.004

AM60B bal. 5.6-6.4 <=0.20 0.26-0.5 <=0.05 <=0.008 <=0.001 <=0.004

AM50A bal. 4.5-5.3 <=0.20 0.28-0.5 <=0.01 <=0.008 <=0.001 <=0.004

AS41B bal. 3.7-4.8 <=0.10 0.35-0.60 0.6-1.4 <=0.015 <=0.001 <=0.0035

專利技術

1、電弧爐一步法冶煉稀土硅鐵鎂合金的工藝方法

2、鋁、鎂合金的固溶或均勻化熱處理方法

3、鎂合金的表面處理方法

4、鎂合金加工專用模具組

5、鎂合金在噴灌設備上的應用

6、鎂合金在制做合金門窗及其型材方面的應用

7、耐熱阻燃壓鑄鎂合金及其熔煉鑄造工藝

8、鎂合金鍛造成型新工藝

9、鎂合金的熔煉方法

10、含有鋁的鎂合金用化成處理液、高耐蝕性表面處理鎂合金制品及其制造方法

11、高耐腐蝕性表面處理鎂合金制品及其制造方法

12、鋁鎂合金電纜橋架型材

13、鋁鎂合金電纜橋架

14、披覆有色彩薄膜的鎂合金產品

15、鋁鎂合金電纜橋架型材