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镁合金压铸一体轮的优势

 

有些车友表示对镁合金仍感觉半懂不懂。于是笔者今天再发一篇小文跟大家讨论这种新兴的热门材料:镁合金到底有多好?目前在自行车领域已经实现了哪些应用?未来的发展热点又在哪里?


镁合金对比其他合金的优势

大众车友接触得最多的自行车材料就是铝合金。

而现实是,我国铝资源矿石总储量只占世界的2.96%,位居世界第九,每年均需大量进口。

据估算,照目前的发展速度,大概在十年以内,国内铝矿石资源就会枯竭。而长期依赖澳大利亚的铝矿进口也为国内供应增加了不可控因素,不说进口的价格被牢牢掌握在对方手里,一旦两国在政治上发生对抗或者关系走僵,就会对资源供给造成非常大的威胁。如果澳大利亚方面说今天是300美金的价格,明天升到700美金,中国无法讨价还价,因为这是一个卖方市场。

那么在铝资源枯竭的情况下我们要找哪种材料来替代?镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一,而我国是世界上镁资源最为丰富的国家之一,镁资源矿石总储量占世界的21.7%,居世界第一,也是镁资源出口的第一大国。

镁的密度仅为1.74g/cm3,约为铝的2/3、钛的2/5、铁的1/4。镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金,镁合金比铝合金轻36%、比锌合金轻73%、比钢轻77%1。镁合金的延伸率和冲击抗力则明显好于压铸铝合金。

下图分别对比了几种典型金属结构材料与工程材料的比强度和比刚度2,表明镁合金特别适用于轻质结构件。弹性模量大、刚性好、抗震力强,减振性能比铝合金高30倍,承受冲击载荷能力比铝合金强。可见镁合金具有优良的力学性能。


在这里特别解释一下弹性模量,它是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度。在一定载荷作用下的物体,弹性模量越低,弹性模量变形相对越大,刚度越小,材料易发生变形柔性越好;弹性模量越高,材料发生弹性模量变形相对越小,刚度大,材料不易变形,脆性越强。

镁合金具有极高的压铸生产率。几种常用压铸镁合金及最常用的压铸铝合金A380和压铸锌合金AG40B的热物理性能见下表3。


由表可知:压铸镁合金与压铸铝合金和压铸锌合金一样,具有良好的流动性;其结晶潜热和热导率低于A380,凝固区间比A380大。因此,压铸镁合金具有良好的充型能力,充型后凝固速度较快,对压铸型的热冲击较小,可用于压铸薄壁件而不会出现热裂和欠铸等缺陷,并减轻压铸型的热疲劳现象,延长压铸型的使用寿命,缩短压铸件的留型时间,压铸生产速率比铝合金快约75%。

除了上述特点,镁合金的优势还体现在散热好和耐有机物和碱的腐蚀性能好,与纯镁的易燃、自爆、不稳定、活性强的特性完全不同。


更新日期:2020-11-14

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