高导热镁合金型材是一种新型的轻质材料,具有的导热性和机械性能,被广泛应用于各个领域。GB/T38714-2020《高导热镁合金型材》为高导热镁合金型材的生产和应用提供了技术规范。
高导热镁合金型材的主要特点是导热系数高、密度低、机械强度高、成形性好等。这些特点使得高导热镁合金型材非常适合用于制造各种设备和工具。例如,在电子产品制造中,高导热镁合金型材可以用于散热器、散热片等部件,有效降低了电子产品的温度,延长了使用寿命。
此外,高导热镁合金型材还可以用于汽车制造中的发动机舱盖、底板等部位,可以提高汽车发动机的效率和安全性。在工业生产中,高导热镁合金型材还可以用于制造航空航天设备、化工设备、军事装备等重要领域。
GB/T38714-2020标准规定了高导热镁合金型材的化学成分、力学性能、表面质量等指标要求,为高导热镁合金型材的应用提供了技术保障。在生产过程中,需要严格控制合金的化学成分和加工工艺,以确保高导热镁合金型材具有的机械性能和导热性能。
总之,高导热镁合金型材GB/T38714-2020在工业生产中的应用非常广泛,具有的市场潜力。未来随着科技的不断进步,高导热镁合金型材的性能将会更加,应用范围也将进一步拓展。
同铝合金一样,镁合金铸锭也常常显现裂纹,不过镁合金的裂纹敏感性比铝合金的轻得多,型式也有较大差别,也可以分为热裂纹与冷裂纹,不过镁合金的冷裂纹相当少见,仅在MB5和MB7合金锭中偶尔出现,因此镁合金的热裂纹废品量占95%以上。
热裂纹
铸锭在有效结晶区间形成的裂纹称热裂纹。在结晶区间内收缩困难是产生热裂纹的主要原因。合金在给定条件下,凡是能缩小脆性区温度范围、减少脆性区内收缩困难的因素都可以减小热裂纹敏感性。
合金热裂纹敏感性高低可根据其脆性区内塑性A和线收缩ε的大小判断,即根据温度-塑性图可判断合金敏感性。还A大于0.5%的几乎不产生热裂纹。而当A=0时则称之为脆性区,这时产生热裂纹的几率可以说是了。合金脆性的上限≤固液区的上限,而其下限则≤固液区的下限。
对镁合金热裂纹敏感性有影响的主要因素:合金成分与工艺因素。
化学成分
实验证明,凡是能细化晶粒的因素都能降低合金脆性区的上限,也就是可以缩小脆性的温度范围。因为晶粒越细,则越有利于晶间变形,减少结晶时的收缩阻力,裂纹就不会产生了。例如向Mg+4.5%Zn合金添加0.8%Zr,其固相线由344℃提高到550℃,脆性区缩小了206℃,同时还降低了固液区内的线收缩和提高了固液区的塑性,这三者都有利于消除热裂纹。
另外,凡是增大共晶量的组元,都会提高合金的固液区内的塑性。因为增大共晶量,可增大晶界液膜厚度,从而有利于晶界变形,将大大改善补缩条件和裂纹“修复”条件,不但热裂数量减少,而且程度也显著减轻。
共晶量和裂纹敏感性并不是呈线性关系,当共晶量小于其一极限值时,裂纹倾向性小,当增加到某一值后,敏感性骤升,再继续加大共晶量,则敏感性又下降,一直到零。
用仪表板横梁通常采用钢管和钢板冲压件组合焊接制造,此类钢制仪表板横梁总成的组成零件数量多,需要焊接组装,不利于尺寸控制,且整体重量大,不符合轻量化理念。而根据文献报道,采用镁合金压铸的仪表板横梁可减重50%以上,轻量化效果非常明显。主要是因为镁合金是目前应用的金属结构材料中轻的,具有密度小,比强度和比刚度高,阻尼性、切削加工性和铸造性能好等优点,因此镁合金仪表板横梁在国外汽车产品中得到广泛的应用。
本文主要从设计选材、结构优化和性能验证等方面,简要介绍AM60B镁合金在奇瑞某车型的仪表板横梁上的应用情况。
镁合金仪表板横梁的特点
镁合金仪表板横梁与钢制仪表板横梁相比具有以下特点:
(1)轻量化 镁合金的密度为1.78g/cm3,仅为钢密度的1/4,减重在50%以上。
(2)零件集成化程度高,尺寸稳定 与钢制件相比,镁合金仪表板横梁采用整体压铸的生产工艺,可以把传统钢质CCB的20多个零件集成为一个件。
(3)安装尺寸精度高 由于采用整体压铸,尺寸精度很高,所有的尺寸公差都可以控制在0.5mm以内,解决目前钢骨架安装过程中的干涉和异响等问题。
(4)设计灵活 由于采用压铸工艺,产品工艺性好,零件形状的设计自由度大。
(5)绿色环保 镁合金材料可以回收利用。
镁合金的选择
目前镁合金的种类有很多,汽车工业采用较多的是AM系和AZ系合金,常用镁合号主要有AM60B和AZ91D。其中AM60B的铝含量较低,由于随着铝含量的降低,材料的韧性逐渐增高,故与AZ91D相比,AM60B的韧性和塑性较好。AM60B是高纯牌号,因此具有和AZ91D一样优良的耐蚀性能,且与A380铝合金相比,耐蚀性更加。
本文所介绍的仪表板横梁形状复杂、体积庞大而且壁厚不均,要求承载各种仪表仪器,因此需具有较高的韧性和强度。通过综合考虑AM60B和AZ91D的性能以及参考有关文献资料,终决定选用AM60B(性能见表1)作为制造仪表板横梁的材料。
表1 AM60B镁合金的化学成分和物理性能
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