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鎂合金是航空器、航天器和火箭導(dǎo)彈制造工業(yè)中使用的**輕金屬結(jié)構(gòu)材料。鎂的重量比鋁輕,比重為1.8,強(qiáng)度也較低,只有200~300兆帕(20~30公斤/毫米2),主要用于制造低承力的零件。鎂合金在潮濕空氣中容易氧化和腐蝕,因此零件使用前,表面需要經(jīng)過(guò)化學(xué)處理或涂漆。德國(guó)首先生產(chǎn)并在飛機(jī)上使用含鋁的鎂合金。鎂合金具有較高的抗振能力,在受沖擊載荷時(shí)能吸收較大的能量,還有良好的吸熱性能,因而是制造飛機(jī)輪轂的理想材料。鎂合金在汽油、煤油和潤(rùn)滑油中很穩(wěn)定,適于制造發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪機(jī)匣、油泵和油管,又因在旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的慣性力較小而被用來(lái)制造搖臂、襟翼、艙門(mén)和舵面等活動(dòng)零件。民用機(jī)和軍用飛機(jī)、尤其是轟炸機(jī)廣泛使用鎂合金制品。例如:B-52轟炸機(jī)的機(jī)身部分就使用了鎂合金板材635公斤,擠壓件90公斤,鑄件超過(guò)200公斤。鎂合金也用于導(dǎo)彈和衛(wèi)星上的一些部件,如中國(guó)“紅旗”地空導(dǎo)彈的儀表艙、尾艙和發(fā)動(dòng)機(jī)支架等都使用了鎂合金。中國(guó)稀土資源豐富,已于70年代研制出加釔鎂合金,提高了室溫強(qiáng)度,能在300°C下長(zhǎng)期使用,已在航空航天工業(yè)中推廣應(yīng)用。
目前,鎂合金在汽車上的應(yīng)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(fā)動(dòng)機(jī)前蓋、氣缸蓋、空調(diào)機(jī)外殼等。
(2)支架類。如方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向支架、剎車支架、座椅框架、車鏡支架、分配支架等。
根據(jù)有關(guān)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(jié)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(duì)環(huán)境和能源的影響非常大,汽車的輕量化成必然趨勢(shì)。
手機(jī)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(dǎo)熱系數(shù)不及鋁合金,但是,比塑料高出數(shù)十倍,因此,鎂合金用于電器產(chǎn)品上,可有效地將內(nèi)部的熱散發(fā)到外面。
在內(nèi)部產(chǎn)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(jī)的外殼上使用鎂合金可做到無(wú)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(pán)驅(qū)動(dòng)器的讀出裝置等的振動(dòng)源附近的零件上使用鎂合金。若在風(fēng)扇的風(fēng)葉上使用鎂合金,可減小振動(dòng)達(dá)到低**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(pán)和坐椅上使用鎂合金。
合金名稱 特征 應(yīng)用范圍
AZ91D 強(qiáng)度高且耐腐蝕性好電器產(chǎn)品的殼體等
AM60B 延伸率和抗沖擊力大汽車上的方向盤(pán)和坐椅等
AM50A 延伸率和抗沖擊力大汽車上的方向盤(pán)和坐椅等
AS41B 抗蠕變性能好汽車上的減速箱等
機(jī)械加工性能:鎂合金比其他金屬的切削阻力小,在機(jī)械加工時(shí),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(duì)振動(dòng)•沖擊的吸收性:由于鎂合金對(duì)振動(dòng)能量的吸收性能好,使用在驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)的部件上可減少振動(dòng)。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?jīng)_擊后,能吸收沖擊能量而不會(huì)產(chǎn)生斷裂。
再生:鎂合金與塑料不同,它可以簡(jiǎn)單地再生使用且不降低其機(jī)械性能,而塑料很難在不降低其機(jī)械性能再生使用。鎂合金與其他金屬相比,熔點(diǎn)低,比熱小,在再生熔解時(shí)所消耗的能源是新材料制造所消耗的能源的4%。