Classificações comuns de ligas e de fundições de ligas de magnésio
As ligas fundidas de magnésio podem ser divididas em série Mg-Al-Zn (série AZ), série Mg-Al-Mn (série AM), série Mg-Zn-Ca (série ZC), série Mg-Re-Zr (ligas de magnésio de terras raras,como a série WE) de acordo com o sistema de elementos de ligaAs seguintes são as categorias mais utilizadas e as suas características de desempenho na indústria:
1. Série Mg-Al-Zn (série AZ)
Características: ContémAlumínio (Al) e zinco (Zn)elementos, excelente desempenho de fundição, resistência equilibrada e resistência à corrosão, e é o sistema de fundição de liga de magnésio mais comumente utilizado.
1. AZ91D
Composição: Al 8,5 a 9,5%, Zn 0,45 a 0,9%, Mn ≥ 0,17%, e o equilíbrio é Mg.
Características de desempenho:
Alta resistência: a resistência à tração pode atingir 200 ~ 220 MPa, a resistência ao rendimento é de cerca de 100 MPa, adequada para peças estruturais com cargas médias.
Boa resistência à corrosão: devido ao alto teor de Al, uma película densa de óxido de Al2O3 é facilmente formada na superfície, e a resistência ao sal é melhor do que o magnésio puro (cerca de 100~200 horas),mas ainda é necessário um tratamento de superfície para melhorar a protecção.
Processamento de fundição: Excelente fluidez, adequada para peças complexas de parede fina (espessura mínima da parede pode ser de até 1,5 mm), amplamente utilizada na fundição de areia,fundição de moldes metálicos e fundição por impressão sob alta pressão.
Aplicações típicas: caixa de engrenagens automotiva, suporte de coluna de direção, cilindro do motor de motocicleta, caixa de ferramenta elétrica.
2. AZ31B
Composição: Al 2,53,5%, Zn 0,61,4%, Mn ≥ 0,2%, Mg equilibrado.
Características de desempenho:
Resistência à tração média: resistência à tração de cerca de 170 MPa, boa plasticidade (elongação 8~12%), adequada para peças que requerem uma certa resistência.
Excelente soldabilidade: pode ser ligada por soldagem TIG e MIG, frequentemente utilizada para peças estruturais que requerem pós-processamento ou montagem.
Resistência à corrosão fraca: o teor de ál é baixo e é necessário um tratamento de superfície (como a anodização) de proteção.
Aplicações típicas: molduras de bicicletas, molduras médias de produtos 3C, suportes de dispositivos médicos.
2Série Mg-Al-Mn (série AM)
Características: Contém alumínio (Al) e manganês (Mn), não contém elemento Zn, melhor resistência à corrosão e soldabilidade do que a série AZ, maior plasticidade.
1. AM60B
Composição: Al 5,6-6,4%, Mn ≥ 0,28%, Mg de equilíbrio (sem Zn).
Características de desempenho:
Alta dureza e resistência ao impacto: o alongamento pode atingir 8~10%, a resistência à tração é de cerca de 180 MPa, a resistência ao rendimento é de cerca de 85 MPa, adequada para cenas com cargas dinâmicas ou impactos.
Excelente resistência à corrosão: uma vez que o Mn forma compostos com alto ponto de fusão (como o MnFe2Al8) com impurezas como o Fe e o Ni, a tendência de corrosão intergranular é reduzida,e a resistência ao spray de sal é cerca de 30% superior à do AZ91D (cerca de 150~250 horas).
Processamento de fundição: A fluidez é ligeiramente menor do que a do AZ91D, mas a tendência de craqueamento a quente é pequena.Não é recomendada a fundição a óleo sob alta pressão (fácil de aderir ao molde).
Aplicações típicas: rodas de automóveis, carcaças de airbags, ligações de esqui e interiores aeroespaciais.
2. AM50A
Composição: Al 4,5-5,3%, Mn ≥ 0,28%, e o equilíbrio é Mg.
Características de desempenho:
Menor teor de Al: a plasticidade é ainda melhorada (o alongamento pode atingir 12%), mas a resistência é ligeiramente reduzida (a resistência à tração é de cerca de 160 MPa).
Excelente soldabilidade e resistência à corrosão: adequado para cenários que exijam soldagem frequente ou contacto com meios corrosivos (como equipamento de banheiro, acessórios de equipamento marítimo).
Aplicações típicas: peças estruturais soldáveis, peças de válvulas resistentes à corrosão.
3Outros tipos de liga comumente utilizados
1Sistema Mg-Zn-Ca (ZC63)
Composição: Zn 5,5 a 6,5%, Ca 2,5 a 3,5%, Mg de equilíbrio.
Características de desempenho:
Desempenho excepcional em altas temperaturas: a taxa de retenção da resistência à tração a 150~200°C é superior a 70%, o que é melhor do que a série AZ/AM.
Biocompatibilidade: O elemento Ca confere-lhe propriedades degradáveis e é utilizado no campo médico (como unhas ósseas absorvíveis).
Aplicações típicas: peças resistentes ao calor do motor, implantes biomédicos.
2. liga de magnésio de terras raras (WE43, WE54)
Composição: Contém elementos de terras raras (como Y, Nd) e Zr, como WE43 contém Y 2,9 ~ 3,5%, Nd 0,4 ~ 1,0%, Zr 0,4 ~ 1,0%.
Características de desempenho:
Ultra-alta resistência ao calor: A resistência à tração pode atingir 180 MPa a 250 °C, e tem excelente resistência à oxidação e é usada para peças de motores aeroespaciais.
Forte resistência ao arrastamento: não é fácil de deformar sob alta temperatura e alta pressão, e é adequado para carcaças de turbocompressores e compartimentos de mísseis.
Aplicações típicas: carcaças de motores de aeronaves, peças estruturais de naves espaciais.
Lógica de selecção:
Se for necessária uma elevada resistência + uma elevada precisão de fundição (como peças complexas de parede fina), selecionar AZ91D,Mas é necessário um tratamento de superfície correspondente (como galvanização ou oxidação por micro-arco) para melhorar a resistência à corrosão.
Se precisar de resistência a impactos + resistência à corrosão + soldabilidade (como cargas dinâmicas ou peças que necessitam de processamento posterior), escolha AM60B,que é adequado para peças médias e grandes de fundição de areia.
Resumo
A seleção dos graus de fundição de ligas de magnésio deve centrar-se nas cinco dimensões principais de resistência, dureza, resistência à corrosão, temperatura de funcionamento e processo de fundição.AZ91De AM60B, como as classes comerciais mais comuns, dominam os cenários de " fundição de alta resistência " e " resistência à corrosão de alta dureza " respectivamente, enquanto as terras rarasligas de magnésio, série Zn-Ca, etc. desempenham um papel insubstituível em campos especiais (como alta temperatura e tratamento médico).Com o aumento da procura de veículos leves em indústrias como veículos de novas energias e aeroespacial, as fundições de liga de magnésio de alto desempenho e os seus sistemas de liga continuarão a ser reproduzidos e atualizados.
Classificações comuns de ligas e de fundições de ligas de magnésio
As ligas fundidas de magnésio podem ser divididas em série Mg-Al-Zn (série AZ), série Mg-Al-Mn (série AM), série Mg-Zn-Ca (série ZC), série Mg-Re-Zr (ligas de magnésio de terras raras,como a série WE) de acordo com o sistema de elementos de ligaAs seguintes são as categorias mais utilizadas e as suas características de desempenho na indústria:
1. Série Mg-Al-Zn (série AZ)
Características: ContémAlumínio (Al) e zinco (Zn)elementos, excelente desempenho de fundição, resistência equilibrada e resistência à corrosão, e é o sistema de fundição de liga de magnésio mais comumente utilizado.
1. AZ91D
Composição: Al 8,5 a 9,5%, Zn 0,45 a 0,9%, Mn ≥ 0,17%, e o equilíbrio é Mg.
Características de desempenho:
Alta resistência: a resistência à tração pode atingir 200 ~ 220 MPa, a resistência ao rendimento é de cerca de 100 MPa, adequada para peças estruturais com cargas médias.
Boa resistência à corrosão: devido ao alto teor de Al, uma película densa de óxido de Al2O3 é facilmente formada na superfície, e a resistência ao sal é melhor do que o magnésio puro (cerca de 100~200 horas),mas ainda é necessário um tratamento de superfície para melhorar a protecção.
Processamento de fundição: Excelente fluidez, adequada para peças complexas de parede fina (espessura mínima da parede pode ser de até 1,5 mm), amplamente utilizada na fundição de areia,fundição de moldes metálicos e fundição por impressão sob alta pressão.
Aplicações típicas: caixa de engrenagens automotiva, suporte de coluna de direção, cilindro do motor de motocicleta, caixa de ferramenta elétrica.
2. AZ31B
Composição: Al 2,53,5%, Zn 0,61,4%, Mn ≥ 0,2%, Mg equilibrado.
Características de desempenho:
Resistência à tração média: resistência à tração de cerca de 170 MPa, boa plasticidade (elongação 8~12%), adequada para peças que requerem uma certa resistência.
Excelente soldabilidade: pode ser ligada por soldagem TIG e MIG, frequentemente utilizada para peças estruturais que requerem pós-processamento ou montagem.
Resistência à corrosão fraca: o teor de ál é baixo e é necessário um tratamento de superfície (como a anodização) de proteção.
Aplicações típicas: molduras de bicicletas, molduras médias de produtos 3C, suportes de dispositivos médicos.
2Série Mg-Al-Mn (série AM)
Características: Contém alumínio (Al) e manganês (Mn), não contém elemento Zn, melhor resistência à corrosão e soldabilidade do que a série AZ, maior plasticidade.
1. AM60B
Composição: Al 5,6-6,4%, Mn ≥ 0,28%, Mg de equilíbrio (sem Zn).
Características de desempenho:
Alta dureza e resistência ao impacto: o alongamento pode atingir 8~10%, a resistência à tração é de cerca de 180 MPa, a resistência ao rendimento é de cerca de 85 MPa, adequada para cenas com cargas dinâmicas ou impactos.
Excelente resistência à corrosão: uma vez que o Mn forma compostos com alto ponto de fusão (como o MnFe2Al8) com impurezas como o Fe e o Ni, a tendência de corrosão intergranular é reduzida,e a resistência ao spray de sal é cerca de 30% superior à do AZ91D (cerca de 150~250 horas).
Processamento de fundição: A fluidez é ligeiramente menor do que a do AZ91D, mas a tendência de craqueamento a quente é pequena.Não é recomendada a fundição a óleo sob alta pressão (fácil de aderir ao molde).
Aplicações típicas: rodas de automóveis, carcaças de airbags, ligações de esqui e interiores aeroespaciais.
2. AM50A
Composição: Al 4,5-5,3%, Mn ≥ 0,28%, e o equilíbrio é Mg.
Características de desempenho:
Menor teor de Al: a plasticidade é ainda melhorada (o alongamento pode atingir 12%), mas a resistência é ligeiramente reduzida (a resistência à tração é de cerca de 160 MPa).
Excelente soldabilidade e resistência à corrosão: adequado para cenários que exijam soldagem frequente ou contacto com meios corrosivos (como equipamento de banheiro, acessórios de equipamento marítimo).
Aplicações típicas: peças estruturais soldáveis, peças de válvulas resistentes à corrosão.
3Outros tipos de liga comumente utilizados
1Sistema Mg-Zn-Ca (ZC63)
Composição: Zn 5,5 a 6,5%, Ca 2,5 a 3,5%, Mg de equilíbrio.
Características de desempenho:
Desempenho excepcional em altas temperaturas: a taxa de retenção da resistência à tração a 150~200°C é superior a 70%, o que é melhor do que a série AZ/AM.
Biocompatibilidade: O elemento Ca confere-lhe propriedades degradáveis e é utilizado no campo médico (como unhas ósseas absorvíveis).
Aplicações típicas: peças resistentes ao calor do motor, implantes biomédicos.
2. liga de magnésio de terras raras (WE43, WE54)
Composição: Contém elementos de terras raras (como Y, Nd) e Zr, como WE43 contém Y 2,9 ~ 3,5%, Nd 0,4 ~ 1,0%, Zr 0,4 ~ 1,0%.
Características de desempenho:
Ultra-alta resistência ao calor: A resistência à tração pode atingir 180 MPa a 250 °C, e tem excelente resistência à oxidação e é usada para peças de motores aeroespaciais.
Forte resistência ao arrastamento: não é fácil de deformar sob alta temperatura e alta pressão, e é adequado para carcaças de turbocompressores e compartimentos de mísseis.
Aplicações típicas: carcaças de motores de aeronaves, peças estruturais de naves espaciais.
Lógica de selecção:
Se for necessária uma elevada resistência + uma elevada precisão de fundição (como peças complexas de parede fina), selecionar AZ91D,Mas é necessário um tratamento de superfície correspondente (como galvanização ou oxidação por micro-arco) para melhorar a resistência à corrosão.
Se precisar de resistência a impactos + resistência à corrosão + soldabilidade (como cargas dinâmicas ou peças que necessitam de processamento posterior), escolha AM60B,que é adequado para peças médias e grandes de fundição de areia.
Resumo
A seleção dos graus de fundição de ligas de magnésio deve centrar-se nas cinco dimensões principais de resistência, dureza, resistência à corrosão, temperatura de funcionamento e processo de fundição.AZ91De AM60B, como as classes comerciais mais comuns, dominam os cenários de " fundição de alta resistência " e " resistência à corrosão de alta dureza " respectivamente, enquanto as terras rarasligas de magnésio, série Zn-Ca, etc. desempenham um papel insubstituível em campos especiais (como alta temperatura e tratamento médico).Com o aumento da procura de veículos leves em indústrias como veículos de novas energias e aeroespacial, as fundições de liga de magnésio de alto desempenho e os seus sistemas de liga continuarão a ser reproduzidos e atualizados.
