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AZ91板材化:用金相掌握法为塑性加工拓荒道路

公布工夫:2014-03-03

有可能大幅拓展通用镁合金“AZ91”用处的是日本住友电气产业开辟的板材。2013年,作为运用“AZ91”板材的尾款产物,东芝上市了“dynabook KIRA”。

住友电工正在AZ91板材的量产技术上初见头绪是正在2010年。今后三年,经由以稳固量产为目的的技术开发和用户评测以后,终究到达了适用化阶段。果作为压延质料运用的“AZ31”镁合金耐腐蚀性较低,有的产物只好不再将其用作中装质料,而AZ91板材恰好可应用于这些产物。

使微细晶粒匀称疏散

铝(Al)含量较多的AZ91,正在镁合金中具有精彩的耐腐蚀性,是最常用的通用镁合金*1。然则,其运用形状已往基本上只限于锻造质料。缘由是“一般AZ91完整不克不及停止塑性加工”(住友电工新业务开辟本部镁合金开发部少岸本明)。果其会不均匀天析出较硬的MgAl化合物,加工时易致使质料破裂。因而,没法制造板材、不适合冲压加工是镁合金被人冷却的主要原因之一。

*1 一样平常铝含量越多,耐腐蚀性就越下。

突破那一停滞的企业是住友电工。该公司开辟出了“相似漏模外型(Strip Casting)的自立缓慢冷凝手艺”(岸本明),胜利使金属构造的散布仔细并且匀称(图1),由此制止了大尺寸化合物的析出,从而可防止由此引发的质料破裂。只管详情已泄漏,但住友电工新领域技术研究所镁合金研究室主任河部望示意“关键在于正在母材中匀称天混淆大量铝并缓慢冷却”。

图1 AZ91的金相
住友电工的板材构造中没有发明显着的金属间化合物
(a)。锻造质料则显着析出了的金属间化合物(玄色部
分)。这类金属间化合物对照硬,因而正在加工时轻易破裂。

加工机能取AZ31一致

由板材制造的冲压品不只合适大量生产,并且具有尺寸精度下、外面缺点少、强度高档多种长处。好比,住友电工的AZ91冲压品,其拉伸强度最大可到达380MPa,是锻造品的1.5倍,延展率高达10%以上。并且,对打击的耐受性也很强。正在薄板锻造品被砸碎的打击实验中,雷同厚度的冲压品只泛起轻微凸起,并未泛起裂纹(图2)*2。

图2 打击实验效果
从75cm高处令225g的铁球落下。左边的AZ91板材冲压品只稍
微凸起,并未泛起裂纹,而比其薄的触变成型品则被砸破。

*2 用于笔记本电脑机壳时,较薄的AZ91锻造品正在临时运用历程中有的曾果摔降或打击而破裂。

AZ91板材的加工机能取AZ31一致,“果其强度下,连铝合金都很难做到的深冲及小R角也能冲压成形”(河部)。

施展精彩的耐腐蚀性用于外面加工

AZ91板材的另外一大长处是“装饰性下,能够实现AZ31没法做到的外观设计”(河部)。那得益于AZ91板材的精彩耐腐蚀性。

AZ91板材的耐腐蚀性比AZ31板材及AZ91锻造质料皆下。那是由于其外面缺点少,晶体精密且匀称,外面性子非常稳固的效果。从住友电工实行的100小时盐水喷雾实验效果来看,AZ31板材及AZ91锻造质料的外面泛起了红色锈斑,而AZ91板材却没有显着的侵蚀陈迹(图3)。耐腐蚀性下,可采用的涂料局限便会扩大,从而能够运用多种色彩的涂料,也就是说外观设计性更高。

图3 盐水喷雾侵蚀实验效果
AZ31板材取AZ91锻造质料正在24小时后有显着侵蚀,而
住友电工的AZ91板材正在100小时后也没有显着的侵蚀。

板材间的接合能够接纳一般焊接体式格局*3。好比,住友电工假想将其应用于大尺寸产物,试制了手提公文箱等(图4)。将三块板材以摩擦搅拌焊接工艺粘贴起来,冲压加工制成。据称,制造历程中间接相沿了铝合金模具。

图4 用AZ91板材制造的样品
左图为笔记本电脑外面机壳示意图。接纳冲压手艺
施以十字加工。左图是以摩擦搅拌焊接(FSW)工艺
将三块板材焊接成大尺寸板材,再冲压成形加工成
的手提公文箱。这类公文箱已由开发人员一样平常运用。

*3 这里指MIG(Metal Inert Gas,金属惰性气体)焊接、TIG(Tungsten Inert Gas,钨极惰性气体)焊接、激光焊接及摩擦搅拌焊接等。

现在,住友电工能够供给的板材尺寸为宽350mm×薄2mm。要念根据用户需求用于大型构造质料,借需求处理怎样实现大型化的课题。

AZ91板材剩下的题目就是本钱了。由于板材正在锻造以后还要经由压延工序加工,以是本钱高于锻造品。然则,因为成形后的研磨工时及外面处置惩罚工时少于锻造品,且消费效力下,因而住友电工预计,终究的板材价钱能够掌握正在取锻造品一致或以下的程度。

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