Các ứng dụng của hợp kim magie

Giới thiệu về các ứng dụng hợp kim Magie

Sự phát triển của hợp kim magiê theo truyền thống được thúc đẩy bởi các yêu cầu của ngành hàng không vũ trụ đối với các vật liệu nhẹ để hoạt động trong các điều kiện ngày càng khắt khe.Hợp kim magie luôn hấp dẫn các nhà thiết kế do tỷ trọng thấp, chỉ bằng 2/3 so với nhôm.Đây là một yếu tố chính trong việc sử dụng rộng rãi các sản phẩm đúc và rèn hợp kim magiê.

Một yêu cầu nữa trong những năm gần đây là tính năng chống ăn mòn vượt trội và những cải tiến đáng kể đã được chứng minh đối với các hợp kim magiê mới.Những cải tiến về tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn đã dẫn đến sự quan tâm nhiều hơn đến hợp kim magiê cho các ứng dụng hàng không vũ trụ và đặc biệt, và hợp kim hiện đang được chỉ định trên các chương trình như máy bay trực thăng McDonnell Douglas MD 500.

Hợp kim magiê trong hàng không vũ trụ

Trong nhiều năm, hợp kim RZ5 đã là vật liệu ưa thích cho vỏ truyền động của máy bay trực thăng do sự kết hợp của mật độ thấp và các đặc tính cơ học tốt.Tuy nhiên, gần đây hơn, yêu cầu về khoảng thời gian dài hơn giữa các lần đại tu và do đó tính chất ăn mòn được cải thiện đã khiến các nhà sản xuất xem xét lại việc lựa chọn vật liệu.

Trong quá khứ, RZ5 thường được sử dụng cho vỏ hộp số nhưng nhiều chương trình mới sẽ sử dụng WE43 thay thế bao gồm các bánh hộp số rôto chính.Đối với ứng dụng này, một bộ truyền nhôm sẽ được sử dụng nhưng để có khả năng chống ăn mòn đặc biệt của WE43.Các máy bay trực thăng Eurocopter EC 120 và NH90 cũng đã bay với vỏ truyền động WE43 và WE43 được chỉ định cho Sikorsky S92.Các ứng dụng khác cho WE43 sẽ được áp dụng trong tương lai cả trên các chương trình mới và cũng để thay thế RZ5 trên các máy bay trực thăng cũ hơn.

Hợp kim RZ5, ZRE1, MSR và EQ21 được sử dụng rộng rãi cho vỏ động cơ và hộp số máy bay.Điều này sẽ tiếp tục mặc dù có khả năng WE43 sẽ được sử dụng ngày càng nhiều do tính chất ăn mòn và nhiệt độ cao.Có thể chế tạo các vật đúc bằng magiê rất lớn, chẳng hạn như vỏ máy nén trung gian cho động cơ tuabin.Chúng bao gồm vỏ Rolls Royce Tay ở MSR, nặng 130kg và vỏ BMW Rolls Royce BR710 ở RZ5.Các ứng dụng hàng không vũ trụ khác bao gồm hộp số phụ (F16, Eurofighter 2000, Tornado) trong MSR hoặc RZ5, vỏ máy phát điện (A320 Airbus, Tornado và Concorde trong MSR hoặc EQ21) và tán, nói chung là RZ5.

Vật rèn bằng hợp kim magiê cũng được sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ bao gồm các bộ phận hộp số quan trọng cho máy bay trực thăng và bánh xe máy bay Westland Sea King, cả trong ZW3.Các bộ phận bằng magiê rèn cũng được sử dụng trong các ứng dụng động cơ hàng không.Trong tương lai, đồ rèn bằng magiê có nhiều khả năng được sử dụng trong các ứng dụng nhiệt độ cao hơn.

Tại sao Magiê được sử dụng để sản xuất các bộ phận ô tô?

Việc giảm vĩnh viễn trọng lượng xe là một trong những biện pháp chính hiện có để cải thiện hiệu quả sử dụng nhiên liệu của ô tô.Thép cường độ cao, nhôm (Al) và polyme đã được sử dụng để giảm trọng lượng đáng kể, tuy nhiên, việc giảm trọng lượng đáng kể hơn nữa có thể đạt được bằng cách sử dụng thường xuyên hơn magiê (Mg) và các hợp kim của nó.Hợp kim magiê hiện được sử dụng với số lượng tương đối nhỏ cho các bộ phận ô tô, chủ yếu được giới hạn trong các vật đúc, ví dụ như vỏ được nêu chi tiết hơn bên dưới.

Đối với các phương tiện chở khách thông thường, gần 90% tổng số năng lượng tiêu thụ trong suốt thời gian sử dụng của chúng từ khi sản xuất đến khi không sử dụng hoặc phế liệu được tiêu thụ bởi trọng lượng của chính chúng và những người xung quanh.Do đó, giảm trọng lượng là một trong những thách thức chính lớn nhất để tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu của ô tô.

Hợp kim magiê trong Cơ khí ô tô và Đua xe mô tô

Việc sử dụng hợp kim magiê trong sản xuất ô tô cho thấy nhiều hứa hẹn, với hầu hết các nỗ lực nghiên cứu ứng dụng hiện đang đặt vào khả năng ứng dụng cho các ứng dụng ô tô mang tải cơ học tương đối thấp.

Mặc dù bị phạt về chi phí rõ ràng, nhưng các bộ phận đúc bằng magiê một phần hiện đang được sử dụng trong một số thân xe, khung gầm và hệ thống truyền động.Cụ thể hơn, kim loại chủ yếu được sử dụng trong các bộ phận đúc bao gồm hộp chuyển động bốn bánh, hộp truyền động, hộp đựng động cơ, các thành phần vô lăng, ghế và bảng điều khiển.Trong khi magiê dồi dào và bằng 1/4 trọng lượng thép và 2/3 trọng lượng nhôm, nó có thể gây ra các vấn đề về xử lý.

Trong các cuộc đua xe mô tô, RZ5 thường được sử dụng cho vỏ hộp số mặc dù hợp kim MSR / EQ21 cũng đang được sử dụng ngày càng nhiều do đặc tính nhiệt độ môi trường cao hơn hoặc do nhiệt độ hoạt động tăng lên.Bánh xe RZ5 đã được chứng minh là có hiệu suất tốt hơn đáng kể so với bánh xe hợp kim Mg-Al-Zn trong điều kiện đua khắc nghiệt.Do nhiệt độ hoạt động cao của động cơ đua, các loại đúc WE54 đã được sử dụng cho nhiều bộ phận động cơ Công thức 1 và được sử dụng cho các bộ phận động cơ cho một chiếc xe đường trường phiên bản giới hạn.Các piston WE54 rèn mang lại tiềm năng lớn trong tương lai cho các cuộc đua xe và các ứng dụng khác sẽ tồn tại cho các sản phẩm rèn khác.

Hợp kim magiê cũng được sử dụng trong nhiều ứng dụng kỹ thuật khác, nơi có trọng lượng nhẹ là một lợi thế đáng kể.Hợp kim magie-zirconium có xu hướng được sử dụng trong các ứng dụng có khối lượng tương đối thấp, nơi chúng được xử lý bằng cát hoặc đúc đầu tư, hoặc các sản phẩm rèn bằng cách đùn hoặc rèn.Các hợp kim không chứa Zirconi, chủ yếu là AZ91 nhưng cũng có các hợp kim khác, được sử dụng trong ô tô và các ứng dụng khối lượng lớn khác.