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产品轻量化的秘密「镁合金」

来源:未知作者:admin发布时间:2019-10-15 12:02

 

  通常在感知认识上,坚固同轻薄是矛盾的。一般厚重会被认为可靠耐用,而轻薄会被认为易损坏和不耐久。厚重的材料和结构会产生更多的碳足迹及耗费更大的成本。但随着新材料技术和新工艺的发展,

  轻薄的产品意味的更低的成本和更优的用户体验,特别在汽车行业、移动设备及可穿戴产品行业。所以在满足产品结构强度的前提下,产品「轻量化」变的尤为重要。目前工程材料主要为塑料和金属。塑料的轻量化手段主要有高强度复合材料、◇•■★▼气体辅助注塑和微发泡成型技术。而金属材料的产品轻量化首选手段当属「镁合金」的应用了。

  镁合金是以镁铝为基础的合金。材料拥有金属的性能,而重量不到钢的1/4( 镁合金密度1.8 g/cm3,钢密度7.8 g/cm3 ),只比塑料(聚碳酸酯密度1.2 g/cm3)稍重,比强度最高,是设计高强度轻量化产品的绝佳材料。在高端电子产品、汽车行业、航天航空领域有广泛应用。

  镁合金除了密度小、强度高的典型特点外,还具有散热性能好、消震性好,承受冲击载荷能力比铝合金大,耐有机物和碱的腐蚀性能好等优点。

  镁合金熔点比铝合金熔点低,具有良好的压铸成型性能,压铸件壁厚最小可达0.5mm。镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当,一般可达250MPA,最高可达600多Mpa。屈服强度、延伸率与铝合金也相差不大。

  但镁合金线 μm/m℃),在大尺寸且要求精度高,使用环境温度变化剧烈的设计场所谨慎使用。

  AZ91D是最常用的镁合金型号,▲●…△属于Mg-Al-Zn系,除强度高轻量化耐腐蚀外,◆▼拥有优良的压铸工艺性能,广泛应用于电子产品外壳及内部支撑骨架设计。表面处理可电泳、喷涂,用于内部骨架时一般只做清洁钝化。

  头显外壳采用镁合金AZ91D,高强度材料可对内部昂贵的光学系统和传感器系统做强化保护。因为内部电子系统发热量大,○▲金属外壳可以更好的导热散热。电磁屏蔽性佳,3C产品的外壳需要能够提供优越的抗电磁保护作用,而镁合金外壳能够完全吸收频率超过100db的电磁干扰。

  屏幕转轴稍微向前移,后面留出散热机构的空间,让机器整体比前代薄了 25%。新机身由镁合金和铝合金组成,▼▼▽●▽●让它拥有比前代更好的结构强度。

  以镁合金支架为骨架,固定光学系统及传感器组件,金属材料可以保证组件的尺寸稳定性,同时可将传感器产生的热量传导出去,保证系统的性能稳定性。

  镁合金的密度虽然比塑料略重,但是单位重量的强度和弹性率比塑料高(比强度),所以在同样的强度需求的情况下,镁合金的零部件能做得比塑料薄而轻. 镁合金比强度(强度/质量)最高。比刚度(刚度/质量)接近铝合金和钢,远高于工程塑料。

  AM60B属于Mg-Al-Mn系, 本身特点除高强度及铸造性能优秀外,更有卓越的延伸性和能量吸收特型;拥有相对更高的抗拉强度,在运动和持续受的情况下不容易断裂 . 多用于运动部件设计。

  小米平衡车骨架及转动杆采用镁合金,在保证轻量化坚固的同时,还可应对运动及振动时的持续外力冲击。在相同载荷下,减振性是铝的100倍,钛合金的300~500倍。

  在弹性范围内,◆◁•镁合金受到冲击时,吸收的能量比铝合金大一半,所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。

  轻量化的体积重量比,优良的吸振性能,使镁合金成为制作户外运动器械的优选材料,在高端自行车产品中有广泛应用。

  汽车制造通常是铝合金+镁合金复合使用。据调查,汽车燃油60%用于汽车自重消耗,所以轻量化一直是汽车行业的研究重点,镁合金在汽车行业有广泛的应用,如轮毂、方向盘及各种支架和壳体等。同时塑代钢、铝代钢及碳纤维也是汽车轻量化的研究重点,近年来塑料微发泡技术也得以广泛应用。

  Northrop XP-79设计于1945年,双涡喷发动机,几乎全镁合金结构,口▲=○▼高抗冲击能力。现在看来也是十分科幻的设计。

  对于镁合金的表面处理,目前主要是原色钝化和喷涂,资料显示可做阳极氧化。但市场上很少看到直接氧化的外观件,如果有请留言,以便共同学习。◇▲=○▼=△▲

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