I. Veelvoorkomende Magnesiumlegeringstypen voor Plastische Vervormingsbewerking

Op basis van hun primaire legeringselementen kunnen magnesiumlegeringen worden ingedeeld in de volgende systemen:

• Mg–Al serie (Mg–Al–Zn)

• Mg–Zn serie

• Mg–Mn serie

• Mg–Zeldzame Aarde (Mg–RE) serie

• Mg–Li serie

  Veelvoorkomende magnesiumlegeringstypen die worden gebruikt voor plastische vervorming zijn onder meer:

  AZ31B, AZ40, AZ61, AZ63B, AZ80, M1C, ME20M, ZK60, ZK61, WE43, WE54, VW84M en LA103.
  Rol van Belangrijkste Legeringselementen
  Aluminium (Al)

  Aluminium is een van de meest gebruikte legeringselementen in magnesiumlegeringen. De maximale oplosbaarheid in magnesium is ongeveer 12,7%, waarbij de intermetallische fase Mg17Al12 wordt gevormd. Aluminium verbetert de mechanische sterkte, corrosiebestendigheid, gietbaarheid, vloeibaarheid, ductiliteit en taaiheid aanzienlijk. Overmatig aluminiumgehalte verhoogt echter de gevoeligheid voor spanningscorrosie en brosheid.
   

  Zink (Zn)
   

  Zink heeft een maximale oplosbaarheid van 6,2% in magnesium. Het verbetert de mechanische sterkte, corrosiebestendigheid en vloeibaarheid en biedt zowel oplossingsversteviging als precipitatieverhardingseffecten. Zn-gehaltes boven 1% kunnen echter leiden tot warmtebroosheid bij verhoogde temperaturen. Zink wordt ook vaak gecombineerd met zirkonium of zeldzame aarde-elementen om hoogwaardige, precipitatiegeharde magnesiumlegeringen te vormen.

  Mangaan (Mn)
  Mangaan verbetert voornamelijk de corrosiebestendigheid van magnesiumlegeringen. Mg–Mn legeringen vertonen uitstekende corrosieprestaties. Mn verwijdert ook ijzer en andere zware metaalonzuiverheden, waardoor de vorming van schadelijke intermetallische verbindingen wordt voorkomen en de corrosiebestendigheid van Mg–Al en Mg–Al–Zn legeringen in zeewater aanzienlijk wordt verbeterd.
  Tin (Sn) en Zilver (Ag)
  De toevoeging van tin verbetert de ductiliteit en vermindert de neiging tot warmtescheuren tijdens thermische verwerking. Zilver heeft een maximale oplosbaarheid van 15,5% in magnesium en zorgt voor oplossingsversteviging en verbetert tegelijkertijd de verouderingsrespons, waardoor de sterkte bij hoge temperaturen en de kruipweerstand worden verbeterd.
  Zirkonium (Zr)
  Zirkonium is een krachtige korrelverfijner in magnesiumlegeringen, waardoor de gietkwaliteit wordt verbeterd en de vormbaarheid tijdens plastische vervorming wordt verbeterd.
  IJzer (Fe), Koper (Cu) en Nikkel (Ni)
  IJzer is een kritisch onzuiverheidselement dat de corrosiebestendigheid aanzienlijk vermindert, zelfs bij sporen. Kopergehaltes boven 0,05% en kleine hoeveelheden nikkel verminderen ook de corrosiebestendigheid ernstig, hoewel ze de sterkte bij hoge temperaturen kunnen verbeteren. Voor corrosiegevoelige

  toepassingen moet het nikkelgehalte onder de 0,005% worden gehouden. 3/9

  Lithium (Li)

  Lithium heeft een hoge oplosbaarheid in magnesium en zorgt voor oplossingsversteviging en vermindert tegelijkertijd de legeringsdichtheid aanzienlijk. Het verbetert de ductiliteit, maar vermindert de sterkte en corrosiebestendigheid.
  Calcium (Ca)

  Calcium heeft een beperkte oplosbaarheid in magnesium en vormt de Mg2Ca-fase. Kleine toevoegingen verminderen oxidatie tijdens het smelten en de warmtebehandeling, verfijnen de korrelstructuur, verbeteren de kruipweerstand en verhogen de ontstekings temperatuur.
  Zeldzame Aarde-elementen (RE)

  Zeldzame aarde-elementen diffunderen langzaam in magnesium en vormen fijne, stabiele verspreide fasen. Mg–RE legeringen vertonen sterke oplossings- en precipitatieverstevigingseffecten, wat resulteert in verbeterde sterkte bij kamertemperatuur, sterkte bij hoge temperaturen en kruipweerstand.
  
   

  I. Extrusiebewerking van Magnesiumlegeringen

  Extrusie is een drukvervormingsproces waarbij een verwarmd blok door een matrijs wordt geperst om de gewenste dwarsdoorsnede te verkrijgen. Op basis van de machineconfiguratie kunnen extrusiepersen worden ingedeeld als horizontaal of verticaal.
  
  

   

  Horizontale Extrusiepersen

  Bij horizontale extrusiepersen is de belangrijkste bewegingsrichting parallel aan de grond. Belangrijkste componenten zijn de container, de matrijs en de ram. Na het laden van het blok wordt druk uitgeoefend via de ram, waardoor de magnesiumlegering door de matrijs wordt geperst om het vereiste profiel te vormen.

  Verticale Extrusiepersen
  
  

   

  5/9

  Verticale extrusiepersen hebben bewegings- en extrusierichtingen loodrecht op de grond. Ze nemen minder vloeroppervlak in beslag, maar vereisen diepere funderingen. Verticale persen bieden voordelen zoals lage slijtage, uniforme thermische vervorming, uitstekende maatvastheid en minimale buisexcentriciteit, waardoor ze bijzonder geschikt zijn voor het produceren van buizen en holle profielen.

  Extrusiemethoden

  Op basis van de materiaalstroomrichting omvatten extrusieprocessen:

  • Directe (voorwaartse) Extrusie

  • Indirecte (achterwaartse) Extrusie

  • Gecombineerde Extrusie

    Bij directe extrusie stroomt het metaal in dezelfde richting als de uitgeoefende druk, wat resulteert in aanzienlijke wrijving tussen het blok en de container. Dit proces wordt veel gebruikt vanwege de sterke aanpassingsmogelijkheden van de apparatuur en de stabiele oppervlaktekwaliteit. Typische extrusietemperaturen voor magnesiumlegeringen variëren van 300°C tot 450°C.

    Bij indirecte extrusie blijft het blok stationair ten opzichte van de container, waardoor wrijving wordt geëlimineerd en de extrusiekracht aanzienlijk wordt verminderd. Deze methode maakt hogere extrusieverhoudingen bij lagere temperaturen mogelijk en zorgt voor een uniforme microstructuur en mechanische eigenschappen, een hogere materiaalopbrengst en minder afval.

    III. Geëxtrudeerde Magnesiumlegering Profielen en Toepassingen
    Geëxtrudeerde magnesiumlegeringproducten omvatten massieve profielen en holle profielen. Holle profielen vereisen complexe matrijsontwerpen met stroomkanalen en las kamers om metaalstromen onder hoge temperatuur en druk weer samen te voegen.

   

  6/9

  Naast conventionele extrusiemethoden is er onderzoek gedaan naar geavanceerde technieken zoals asymmetrische extrusie, roterende achterwaartse extrusie, cyclische extrusie, secundaire extrusie en composietblokextrusie. Extrusie kan ook worden gecombineerd met andere processen, waaronder extrusie + smeden, extrusie + trekken en extrusie + walsen. Typische Toepassingen

  Opofferingsanodes

  Geëxtrudeerde magnesiumopofferingsanodes zijn momenteel een van de meest gebruikte magnesiumextrusieproducten. Veelvoorkomende legeringstypen zijn AZ31B, M1C en AZ63B, geleverd in ronde en rechthoekige staven.
  Spoorwegvervoer

  Magnesiumlegeringextrusies spelen een sleutelrol bij het lichter maken van spoorvoertuigen, waardoor trillingen, geluid en energieverbruik worden verminderd en tegelijkertijd de laadcapaciteit wordt vergroot. Grote dwarsdoorsnede, ultra-lange, hoogprecisie magnesiumlegeringprofielen zijn met succes toegepast in hogesnelheidstreinen, waaronder zijwandpanelen, bagagerekken, vloergeleiderails, balken en langsliggers.

  Textielmachines

  
  
   

  7/9

  Grote holle magnesiumlegeringprofielen worden gebruikt in kettingbreimachines en naaldbedden, waardoor de traagheid aanzienlijk wordt verminderd en de operationele stabiliteit tijdens snelle werking wordt verbeterd.

  Lucht- en ruimtevaart en Defensie
  In lucht- en ruimtevaart- en militaire toepassingen benutten magnesiumlegeringextrusies hun lichtgewicht voordelen en elektromagnetische afschermingsprestaties.

  IV. Huidige Uitdagingen bij Magnesiumlegering Extrusie 1. Kostenreductie

  Hoewel de kosten van blokken in de buurt kunnen komen van die van aluminium op schaal, vereisen magnesiumlegeringen doorgaans lagere extrusiesnelheden om scheuren te voorkomen, wat resulteert in hogere productiekosten
  
  

   

  8/9

  kosten. Het ontwikkelen van snel te extruderen magnesiumlegeringen is essentieel voor kosten

  reductie.
  2. Hoge Sterkte bij Hoge Productiviteit

  Veel magnesiumlegeringprofielen komen momenteel overeen met de sterkteniveaus van 6061 en 6063 aluminiumlegeringen, waarbij sommige treksterkten van bijna 500 MPa bereiken. De productiviteit en vormbaarheid blijven echter achter bij aluminiumlegeringen. Lopende onderzoeken zijn gericht op het ontwikkelen van hoogwaardige magnesiumlegeringen die geschikt zijn voor snelle extrusie, waardoor een bredere industriële acceptatie mogelijk wordt.

  Over de Technische Ondersteuning
  Dit artikel wordt aangeboden door Hilbo Magnesium alloy Material co.,Ltd, een fabrikant en wereldwijde leverancier van magnesiumlegeringsmaterialen, waaronder magnesiumlegeringsplaten, platen, buizen, staven en geëxtrudeerde profielen...etc.
  Als u technische vragen heeft over magnesiumlegeringextrusie, materiaalselectie of toepassingsontwerp, neem dan gerust contact op met ons technische team:

  E-mail: scm@hilbo-mg.com