알루미늄, 아연, 마그네슘 및 티타늄 합금의 간단한 비교

사람들의 삶의 질이 향상됨에 따라 제품의 미학과 품질에 대한 요구 사항도 높아지고 있습니다. 점점 더 많은 소비자 제품이 합금 재료로 만들어집니다. 금속 재료는 사람들에게 고급스럽고 견고하며 내구성있는 품질을 제공하는 반면 전통적인 플라스틱 쉘 제품은 점차 소비자의 마음에 "저렴한"및 "저품질"이라는 레이블이 지정됩니다.

소비자 제품의 경우 일반적으로 사용되는 합금 재료는 알루미늄 합금, 아연 합금 및 마그네슘 합금입니다. 티타늄 합금은 생체 적합성이 우수하여 의료 분야에서 자주 사용됩니다. Fang Gong은 이러한 합금 재료의 특성을 살펴보고 비교할 것입니다.

따라서 다음 성능 비교표와 같이 귀납적 요약을 맨 앞에 배치합니다.

물성 비교표

4가지 합금 중 티타늄 합금이 가장 단단하고 강도가 가장 좋습니다. 경도 측면에서 티타늄 합금은 다른 세 가지 합금보다 훨씬 더 단단합니다. 인장 강도 측면에서 티타늄 합금이 아연 합금보다 강하고 마그네슘 합금이 그 다음이며 알루미늄 합금이 가장 낮은 강도를 나타냅니다.

강도 및 경도 비교

그러나 제품 구조 설계 측면에서 무게도 고려해야 합니다. 비중을 고려하면 아연 합금의 비중은 최대 밀도로 인해 최소가 됩니다. 티타늄 합금과 마그네슘 합금은 비강도가 높지만 티타늄 합금은 고가이며 가공성이 좋지 않습니다. 따라서 마그네슘 합금은 무게와 강도를 종합적으로 고려해야 하는 구조 부품에 많이 사용됩니다.

알루미늄 합금

재료의 성분은 Du Niang에서 직접 찾을 수 있습니다. 여기에 나열하는 데 많은 시간이 걸리지 않습니다. 알루미늄 합금의 밀도는 2.63-2.85g/cm이고 강도가 높으며(σ B는 110-270mpa) 비강도는 고합금강에 가깝고 비강성은 강철보다 높습니다. 그것은 좋은 주조 성능, 플라스틱 가공 성능, 우수한 전기 및 열 전도성, 우수한 내식성 및 용접성을 가지고 있습니다.

다이캐스팅 알루미늄 합금의 유동성이 좋고 융점이 660℃입니다.

알루미늄 합금은 제품 구조 설계에서 가장 풍부한 응용 형태를 가지고 있습니다. 일반적인 가공 기술에는 다이 캐스팅, 압출, 기계 가공, 스탬핑 및 단조가 포함됩니다. 알루미늄 합금 프로파일은 건물 문과 창에 널리 사용되며 알루미늄 프로파일은 종종 기계 장비용 프레임을 만드는 데 사용됩니다. 전자 제품 및 소비재의 껍질에는 알루미늄 합금이 부족하지 않습니다. 이러한 종류의 제품은 외관 요구 사항이 더 높으며 더 일반적인 공정은 압출, 기계 가공, 스탬핑 등입니다.

다이캐스팅 알루미늄은 FMCG의 쉘에 거의 사용되지 않습니다. 다이캐스팅 알루미늄 합금은 Si 함량이 높기 때문에 아노다이징 시 용액과 직접 반응하고 산화 후 표면 효과가 좋지 않습니다. 알루미늄 주물은 종종 내부 구조 부품 및 외관 요구 사항이 낮은 부품에 사용됩니다. 오토바이 엔진 쉘은 복잡한 구조, 가벼운 무게 및 충분한 강도가 필요합니다. 대부분의 회전식 알루미늄 합금 다이캐스팅은 블랭크로 사용됩니다. 

알루미늄 주조 엔진 하우징

알루미늄 등급:

one ××× 시리즈는 순수 알루미늄(알루미늄 함량이 99.00% 이상)이며 시리즈 표시의 마지막 두 자리는 최소 알루미늄 함량의 백분율로 표시됩니다. 브랜드의 두 번째 문자는 원래 순수 알루미늄의 수정을 나타냅니다.

2 ×××～ 8 ××× 시리즈의 마지막 두 자리는 특별한 의미가 없으며 동일한 그룹의 다른 알루미늄 합금을 구별하기 위해서만 사용됩니다. 브랜드의 두 번째 문자는 원래 순수 알루미늄의 수정을 나타냅니다.

2개의 ××× 시리즈: 구리를 주 합금 원소로 하는 알루미늄 합금. 2011 빠른 절단 합금, 좋은 절단 강도도 높습니다. 2218, 2018 단조 합금은 우수한 단조 특성과 고온 강도를 가지고 있습니다.

3 × × × 시리즈: 주요 합금 원소로 망간을 포함하는 알루미늄 합금. 31053105 건축 자재, 컬러 알루미늄 판, 병 뚜껑.

네 × × × 시리즈: 주요 합금 요소로 규소와 알루미늄 합금. 4032는 내열성, 내마찰성 및 상쇄성이 우수하고 열팽창 계수가 작습니다. 피스톤, 실린더 헤드.

5 × × × 시리즈: 마그네슘을 주 합금 원소로 하는 알루미늄 합금. 5052는 중강도의 가장 대표적인 합금으로 일반적으로 판금, 선박, 차량, 건물, 병뚜껑, 벌집보드 등이다.

6 × × × 시리즈는 마그네슘을 주 합금 원소로 하는 알루미늄 합금과 강화 단계로 Mg2Si를 포함합니다. 6063의 대표적인 압출합금은 6061보다 강도가 낮고 압출성이 좋다. 내식성 및 표면 처리가 우수한 복합 프로파일 재료로 사용할 수 있습니다. 건물, 고속도로 난간, 높은 울타리, 차량, 가구, 가전 제품 및 장식에 좋습니다.

Seven ××× 시리즈: 아연을 주 합금 원소로 하는 알루미늄 합금. 7075 알루미늄 합금에서 가장 강력한 합금 중 하나는 내식성이 좋지 않다는 것입니다. 7072의 코팅 재료는 내식성을 향상시킬 수 있지만 비용이 향상됩니다. 항공기, 스키 스틱.

8 × × × 시리즈: 주요 합금 요소로 다른 요소와 알루미늄 합금

9 × × × 시리즈: 예비 합금 그룹

인장 강도가 480mpa보다 큰 알루미늄 합금은 주로 Al Cu mg 및 Al Zn mg Cu, 즉 2XXX(경질 알루미늄 합금) 및 7xxx(초경질 알루미늄 합금) 합금을 기반으로 하는 고강도 알루미늄 합금이라고 합니다. 전자의 정적 강도는 후자보다 약간 낮지만 온도는 후자보다 높습니다. 합금의 특성은 화학적 조성, 용융 및 응고 방법, 가공 기술 및 열처리 시스템이 다르기 때문에 다릅니다.

아연 합금은 융점이 낮고 유동성이 좋으며 용접이 용이합니다. 제조 공정에 따라 주조 아연 합금과 변형 아연 합금으로 나눌 수 있습니다. 주조 아연 합금은 유동성과 내식성이 좋으며 다이캐스팅 기기, 자동차 부품 쉘 등에 적합합니다. 변형 아연 합금은 가소성과 연성이 좋으며 주로 배터리 쉘, 인쇄판, 지붕 패널 및 일상 하드웨어로 사용됩니다. 주조 합금의 수율은 변형 합금의 수율보다 훨씬 큽니다. 빠른 소산의 구조 부품에는 변형 합금이 거의 사용되지 않습니다. 따라서 다음은 다이캐스팅 아연 합금에만 해당됩니다.

아연 합금의 밀도는 6.3-6.7g/cm이고 인장 강도 σ B는 280-440mpa이며 융점이 낮고 385℃에서 녹으며 다이캐스팅이 쉽습니다.

아연 합금 비율은 본 논문에서 설명하는 4가지 합금 중 가장 큰 비율을 차지하며 유동성이 가장 좋다. 그것은 좋은 주조 성능을 가지고 있으며 복잡한 모양과 얇은 벽의 정밀 부품을 다이캐스팅 할 수 있으며 주물 표면이 매끄 럽습니다. 내가 디자인한 제품 중 얇은 아연 합금 다이캐스팅의 두께는 0.4mm에 불과하다.

아연 합금의 강도는 실온에서 좋습니다. 아연 합금은 고온 및 저온(0℃ 이하)에서 사용하지 않아야 하며, 아연 합금은 실온에서 우수한 기계적 특성을 갖는다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 그러나 두 그룹의 인장 강도와 충격 성능은 고온에서 크게 감소했습니다. 아연 합금의 내식성은 좋지 않습니다. 불순물 원소 납, 카드뮴 및 주석이 표준을 초과하면 노화로 인해 주물이 변형됩니다. 아연 합금 다이캐스팅에는 시효 및 시효 현상이 존재하는데, 즉 오랜 시간이 지나면 강도가 자연적으로 감소하여 취성이 된다. 이것은 많은 사람들이 아연 합금 수도꼭지를 교체할 때 불만을 제기하는 것입니다. 종종 고장나서 수도꼭지 부분이 수도관에 남습니다. 따라서 정사각형 작업자는 장식할 때 구리 수도꼭지를 선택하려고 시도하고 아연 합금을 선택하지 말 것을 여전히 제안합니다.

현재 세계에는 두 종류의 표준 시리즈가 주물로 사용되는데 하나는 Zamak 합금이고 다른 하나는 Za 시리즈 합금입니다. Zamak 합금은 Zamak 2, Zamak 3, zamak5 및 Zamak 7입니다(편의상 위의 합금은 합금 2, 3, 5 및 7). Za 시리즈는 za-8, ZA-12, ZA-27 및 za-35입니다. Za-8은 주로 핫 챔버 다이캐스팅에 사용됩니다. ZA-12 및 ZA-27은 특수 용융 요구 사항으로 인해 콜드 챔버 다이 캐스팅에만 사용할 수 있습니다. Za-35는 일반적으로 중력 주조에 사용됩니다. Zamak 합금의 개발은 Za 시리즈 합금에 앞서 있으며 주로 압력 주조에 사용됩니다. 가장 널리 사용되는 것은 No.3 아연 합금입니다.

Zamak 2: 기계적 특성, 높은 경도 요구 사항, 우수한 내마모성 및 일반적인 치수 정확도 요구 사항에 대한 특수 요구 사항이 있는 기계 부품에 사용됩니다.

Zamak 3: 우수한 유동성 및 기계적 특성. 장난감, 램프, 장식 및 일부 전기 부품과 같이 기계적 강도가 낮은 주물에 사용됩니다.

Zamak 5: 유동성이 좋고 기계적 특성이 좋습니다. 자동차 부품, 기계 및 전기 부품, 기계 부품 및 전기 부품과 같은 기계적 강도에 대한 특정 요구 사항이 있는 주물에 사용됩니다.

Za8: 충격강도 및 치수안정성은 양호하나 유동성이 약하다. 전기 부품과 같이 소형, 고정밀, 기계적 강도가 높은 다이캐스팅 부품에 적용됩니다.

Super oy : 전자부품, 박스바디 등의 박육, 대형, 고정밀, 복잡한 형상의 공작물을 다이캐스팅 하는 경우 최고의 유동성을 발휘합니다.

마그네슘 합금

마그네슘 합금은 마그네슘 및 기타 원소를 기본으로 하는 합금입니다. 주요 합금 원소는 알루미늄, 아연, 망간, 세륨, 토륨 및 소량의 지르코늄 또는 카드뮴입니다. 현재 마그네슘 알루미늄 합금이 가장 널리 사용되며 마그네슘 망간 합금과 마그네슘 아연 합금이 그 뒤를 잇습니다. 마그네슘 합금은 우수한 주조, 압출, 절단 및 굽힘 가공으로 인해 자동차, 전자, 섬유, 건축 및 군사 분야에서 널리 사용될 수 있습니다.

마그네슘 합금의 융점은 650 ℃이며 융점이 알루미늄 합금보다 낮고 다이캐스팅 성능이 좋습니다. 마그네슘 합금 주물의 인장 강도는 알루미늄 합금 주물의 인장 강도와 동일하며 일반적으로 최대 250Mpa 및 최대 600MPa입니다.

마그네슘 합금은 밀도가 낮고(약 1.8g/cm3) 강도가 높습니다. 마그네슘 합금은 비중이 1.8로 알루미늄의 2/3, 철의 1/4로 가장 가벼운 금속 구조 재료이며 비강도는 133으로 마그네슘 합금을 고강도 재료로 사용할 수 있습니다. 고강도 마그네슘 합금의 비강도는 티타늄과 비교할 수 있습니다.

마그네슘 합금의 탄성 계수는 크고 내진성이 좋습니다. 탄성 범위에서 마그네슘 합금이 흡수하는 에너지는 충격 하중을 받을 때 알루미늄 합금의 절반보다 크므로 마그네슘 합금은 우수한 내진 소음 감소 성능을 갖습니다.

마그네슘 합금은 우수한 다이캐스팅 특성을 가지며 다이캐스팅의 최소 벽 두께는 0.5mm에 도달할 수 있어 다양한 종류의 자동차 다이캐스팅 제조에 적합합니다. 마그네슘 합금 부품은 안정성이 높고 주조 크기가 고정밀이며 고정밀 가공이 가능합니다.

마그네슘 합금의 방열은 합금에 비해 절대적인 이점이 있습니다. 마그네슘 합금 및 알루미늄 합금 소재의 방열기의 체적 및 형상이 같으므로 열원(온도) 마그네슘 합금에서 발생하는 열은 알루미늄 합금보다 방열판의 루트에서 상부로 더 쉽게 전달되며, 상단은 고온에 더 잘 견딥니다.

그러나 마그네슘 합금의 선팽창 계수는 매우 커서 25-26μM/m ℃에 도달하는 반면 알루미늄 합금은 23μM/m ℃, 황동은 약 20μM/m ℃, 구조용 강철은 12μM/m ℃입니다. , 주철은 약 10μM/m℃, 암석(화강암, 대리석 등)은 5-9μM/m℃, 유리는 5-11μm/m℃에 불과합니다. 열원에 적용될 때, 구조 크기에 대한 온도를 고려해야 합니다.

마그네슘 합금 적용 예: 일반적으로 고급 및 전문 디지털 SLR 카메라는 마그네슘 합금을 골격으로 채택하여 내구성이 뛰어나고 손에 잘 맞습니다. 휴대전화, 노트북 케이스 마그네슘 합금은 내부에 고온을 발생시키는 컴퓨터 및 프로젝터의 쉘 및 방열 부품에 사용됩니다. 스티어링 휠, 스티어링 브래킷, 브레이크 지지대, 시트 프레임, 미러 지지대 및 분배 브래킷의 구조 부품은 경량 및 고강도가 요구됩니다.

마그네슘 합금 다이캐스팅 핸들 프레임워크

성형 방법에 따라 단조 마그네슘 합금과 주조 마그네슘 합금으로 나눌 수 있습니다.

마그네슘 합금 등급은 영문자 + 숫자 + 영문자의 형태로 표현됩니다. 앞의 영문자는 가장 중요한 합금원소의 코드이고(원소코드는 아래 표에 명시되어 있다), 다음 숫자는 가장 중요한 합금원소의 상한값과 하한값의 평균값을 나타낸다. 마지막 영문자는 식별 코드로, 특정 구성 요소가 다르거나 요소 함량이 약간 다른 합금을 식별하는 데 사용됩니다.

마그네슘 합금의 일반적인 등급은 AZ31B, az31s, az31t, az40m, az41m, AZ61A, az61m, az61s, az62m, AZ63B, AZ80A, az80m, az80s, Mz91D, AM62B입니다. , LZ91, lz61, lz121, la141, la191, laz933, la81, la91, laz931, ma18, ma21, ma14 등

티타늄 합금

티타늄 합금은 티타늄 및 기타 금속으로 만들어진 다양한 합금 금속을 말하며 고강도, 내식성 및 내열성이 우수합니다. 티타늄 합금은 항공기 엔진 압축기 부품, 프레임워크, 스킨, 패스너 및 랜딩 기어의 제조에 널리 사용됩니다. 티타늄 합금은 로켓, 미사일 및 고속 항공기 구조에도 사용됩니다.

티타늄은 융점이 1668℃이고 882℃ 이하에서 밀집된 육각 격자 구조를 갖는 이성질체 α 티타늄; 882℃ 이상에서 체심입방격자구조를 가지며 이를 β티타늄이라 한다. 위의 두 티타늄 구조의 다른 특성에 따라 적절한 합금 원소를 추가하여 미세 구조가 다른 티타늄 합금을 얻을 수 있습니다. 실온에서 티타늄 합금은 3가지 종류의 매트릭스 구조를 가지며 α 합금(α+β) 합금 및 β 합금의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 중국은 각각 TA, TC 및 TB로 표시됩니다.

티타늄 합금의 밀도는 일반적으로 강철의 60%에 불과한 약 4.51g/cm3입니다. 일부 고강도 티타늄 합금은 많은 합금 구조의 강도를 능가합니다. 따라서 티타늄 합금의 비강도(강도/밀도)는 다른 금속 구조 재료보다 훨씬 높기 때문에 높은 단위 강도, 우수한 강성 및 경량 부품을 생산할 수 있습니다.

티타늄 합금 제품

티타늄은 무독성, 가벼우며, 강도가 높으며 생체 적합성입니다. 그것은 이상적인 의료용 금속 재료이며 인체에 임플란트로 사용할 수 있습니다. 미국에서는 의료 분야에 권장되는 5가지 β 티타늄 합금이 있습니다. , tiadyne 1610(ti-16nb-9.5hf), Ti-15Mo 등 인공골, 혈관 스텐트 등의 임플란트로 인체에 이식하기에 적합한 제품입니다.

TiNi 합금은 생체적합성이 매우 우수하여 형상기억 효과와 초탄성을 이용한 의학적 사례가 많다. 혈전 필터, 척추 정형 외과 막대, 치과 정형 외과 와이어, 혈관 스텐트, 뼈 플레이트, 골수 내 바늘, 인공 관절, 피임 장치, 심장 수리 부품, 인공 신장 마이크로 펌프 등

티타늄 합금 제품은 다이 캐스팅 및 기계 가공으로 얻을 수 있습니다. 티타늄 합금의 용융 온도는 매우 높으며 다이 스틸에 대한 요구 사항도 높습니다. 터닝, 밀링, 보링, 드릴링, 연삭, 태핑, 톱질, EDM 등 티타늄 합금에 대한 많은 가공 방법이 있습니다.

티타늄 합금의 가공성도 좋지 않습니다. 티타늄 합금을 절단 할 때 절삭력은 동일한 경도의 강철보다 약간 높지만 대부분의 티타늄 합금의 열전도율은 강철의 1/7, 강철의 1/16에 불과한 매우 낮습니다. 알류미늄. 따라서 절삭에 의해 발생하는 열이 빠르게 분산되지 않고 절삭 영역에 모이게 되어 절삭날의 급격한 마모, 붕괴 및 칩 부착이 발생합니다.