マグネシウムダイカスト合金101

マグネシウムは、アルミニウムのような従来の材料に代わる有効な選択肢を提示するため、ダイカストは現在、マグネシウムによって革命を起こしつつある。最も軽い構造用金属であるマグネシウムは、最終製品の大幅な軽量化を可能にし、燃費効率や自動車の排気ガスに関連する環境負荷の低減に不可欠です。マグネシウムの能力を拡大し、さまざまな高性能用途の有力な候補とする研究が目覚ましく進展している。

これが、マグネシウムがダイカストをリードする理由である：

マグネシウムの密度は、アルミニウム（2.7 g/cm³）と比較して約1.7 g/cm³である[1]。これは、自動車を含む部品の大幅な軽量化につながり、燃費を向上させ、電子機器の携帯性を高める。

マグネシウムは優れた強度重量比を持つ。AZ91Dのような特定のマグネシウム合金が230MPaを超える引張強度を達成できることを示した研究もある[2]。これらの特性は、軽さと強さを併せ持つため、耐久性と軽量の両方を同時に必要とする部品に適している。

例えば、最近の研究では、マグネシウムに希土類元素を組み込んで、高温での変形に強い合金を形成することが研究されている[3]。

ソース

1. 鋳造技術におけるマグネシウム by Yucheng Bai, et al.
2. 高温用途向けマグネシウムダイカスト合金の評価：微細構造、引張特性、耐クリープ性 セルジオ・カセレスほか (2015)
3. Mg-Gd-Y合金の組織と耐クリープ性 X.M. Wang, et al.

AZ91、AM60、AM50 はダイカストで最も一般的に使用される合金である。いずれもMg-AI系をベースとしている。

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この記事では

• マグネシウムダイカスト合金の世界的な範囲、
• これらの素材の利点を強調する、
• マグネシウム合金の特性
• ダイカスト用一般マグネシウム合金の簡単な比較

また、マグネシウムダイカスト合金を使用することの重要な利点も紹介します：

• 卓越した強度
• 軽量性
• 複雑な形状の製造に適している

また、合金の鋳造に利用可能な様々な種類のマグネシウム金型について、そのユニークな特質と理想的な用途を強調しながら説明します。

最後に、マグネシウムダイカストと、アルミダイカストなど広く知られている他の方法との比較を検討し、この技術の将来の可能性について興味深い展望を述べる。

この探検が終わる頃には、マグネシウムダイカスト合金に関する幅広い知識と、現代の製造業におけるその重要性を理解していることを願っています。

合金としてのマグネシウムを理解しよう

最も有名なマグネシウムダイカスト合金はAZ91Dである。マグネシウムは他の金属と組み合わせると様々な合金を作ります。最も一般的なマグネシウムは以下の通りです：

1. AM60B
2. AM50A
3. AM20
4. AE42
5. AS41B

マグネシウム合金とは？

マグネシウム合金は、マグネシウム（Mg）を主成分とする金属で、通常、組成の90%以上を占める。純粋なマグネシウムは、アルミニウム（Al）、亜鉛（Zn）、マンガン（Mn）などの合金元素を加えることによって改質される。

マグネシウムダイカストの利点

マグネシウムダイカストの独自性は、製造プロセスにいくつかの重要な利点をもたらすことができる点にあります。以下に、主な利点のいくつかをさらに詳しく説明します：

軽量で高い強度対重量比。 

前述の通り、マグネシウムは最も軽い構造用金属である。マグネシウムは、極めて軽量な部品のための強度と低重量の基盤を提供し、多くの企業にとって大きな利点となる。

寸法精度と安定性の向上

ダイカスト鋳造法は、最終製品の優れた寸法精度と安定性を保証します。これにより、他の部品との組み立てが容易になり、同じ高水準で組み立てられます。

優れた加工性と仕上げ

マグネシウムダイカストは機械加工性に優れています。そのため、鋳造後の材料の成形や修正が容易になります。さらに、これらの鋳物は通常、優れた表面光沢を持ち、必要な追加加工レベルを低減します。

優れた熱伝導性と電気伝導性

優れた熱伝導性と電気伝導性はマグネシウム合金の特性である。したがって、電気伝導性や放熱性が必要な場面で使用することができます。

高いリサイクル性

リサイクル性の高い金属はマグネシウムである。製品の寿命が尽きたとき、マグネシウムで作られた部品は簡単に再利用、リサイクルすることができ、それによって環境フットプリントを減らすことができる。

マグネシウムダイカスト工程

このパートでは、マグネシウムダイカスト鋳造の基礎とその内容を説明し、溶けたマグネシウムがどのように複雑で貴重な部品に変化するかを順を追って紹介する。

この工程では、金型と呼ばれる再利用可能な型を使用して、複雑で寸法精度の高い製品を製造する。

必要な手順を以下に示す：

金型の準備とクリーニング 

完璧な鋳造工程を保証し、欠陥を避けるために、金型は徹底的に洗浄され、潤滑されます。この工程は、ダイの完全性を維持し、最高品質の鋳物を製造するために必要です。

マグネシウムの溶解と合金化

マグネシウムは炉の中で非常に高い温度で溶かされる。この段階で合金元素を溶融金属に注入し、強度や耐食性の向上など、要求される最終製品の特性を形成することができる。

射出と凝固

高圧の下で、溶融マグネシウムが金型キャビティに注入される。このキャビティは、要求される完成品と同じ形状をしている。溶融マグネシウムは射出後、急速に冷えて固まる。しばらくすると、マグネシウムは金型の形状になります。

部品の取り外しと仕上げ

凝固後、新しく作られた部品は金型から取り出される。鋳造工程の後、スプルーやランナーなどの余分な材料が取り除かれます。余分な材料を除去した後、用途の要件に基づいて部品の表面にさらなる仕上げ技術を適用することができます。

今日、この方法によって、複雑なマグネシウム部品を卓越した寸法精度と信頼できる品質で大量に製造することができる。

マグネシウムダイカスト

マグネシウムダイカスト合金の慎重な選択が製品を成功に導きます。適切な合金の選択は、完成品の最終的な特徴と性能を決定するため、非常に重要です。

最適なマグネシウム合金の選択 

マグネシウム合金 AZ91D、AM50A/AM60B は、自動車や輸送分野でますます人気が高まっている。

これらの新しい合金は、強度が向上し、高温特性が改善され、より延性があり、熱伝導率が高くなっている。

最高のマグネシウムダイカスト合金を選択する前に、以下の知識を完全に持っている必要があります。 求める資質 完成品のために。 

この重要な決断を下す際の重要な要素をいくつか紹介しよう。

強さだ： その際に重要なのは、使用するさまざまな部品の要求強度である。降伏強さ、引張強さ、耐疲労性は合金によって異なります。

耐食性:また、部品が機能する環境を考慮することも不可欠である。他の金属に比べて耐食性が高いため、過酷な環境での使用に適しています。

キャスタビリティー： 例えば、溶融金属は金型キャビティによく流れ込み、複雑な形状を満たすことができなければなりません。優れた鋳造合金は、欠陥の少なさと鋳造応力の高さを保証します。

機械加工性： さらに、鋳造された物体に形状を与えたり、その形状を変化させたりするための機械加工がいかに容易であるかを考慮する必要がある。適切な機械加工合金は、効率的なカスタマイズや後加工を可能にします。

今日、最適な強度と性能を提供するマグネシウムダイカスト合金は、これらの要素と用途から要求されるものを一緒に考慮する製造業者によって選択することができます。

一般的なマグネシウム合金

多くの種類のマグネシウムダイカスト合金が市場に出回っています。それぞれの合金はユニークな性質と完璧な用途を持っています。

では、最も一般的に使用されている合金の特性を探ってみよう。

AZ91D：全ラウンドのチャンピオン

AZ91Dは最も一般的に使用されるマグネシウムダイカスト合金です。9%のアルミニウムと1%の亜鉛を含んでいます。この合金は 耐食性、靭性、高鋳造性.これらの特徴により、AZ91Dは、エンジン部品、ハウジング、家電製品、自動車分野など、多くの用途で柔軟な選択肢となっている。

3.2.2 AMシリーズ（AM50A、AM20、AM60B）：タフネスへのこだわり

AMシリーズの特徴は、優れた合金グループです。 耐衝撃性、靭性.これらの特徴は、物理的抵抗や衝撃を受ける部品に最適です。 AMシリーズ合金は、航空宇宙産業や自動車産業でブラケット、ホイール、その他の部品に使用されています。

3.2.3 AS41BおよびAE42：高温合金

AS41BおよびAE42合金は、高温が要求される用途に優れた選択肢です。これらの合金は高温で優れた延性、耐クリープ性、強度を示し、耐熱性が必要なエンジンやトランスミッション部品に適しています。

これはマグネシウムダイカスト合金の一部のリストであることに注意することが重要です。マグネシウムダイカスト合金には、特定の要件を満たすために開発された他の多くの種類があります。完璧な合金を選択するには、ご希望の品質とユニークなアプリケーションの要件を完全に把握する必要があります。

マグネシウムダイカスト合金の特性

さまざまなマグネシウムダイカスト合金の主な特徴を理解することで、より賢明な判断が可能になります。 

以下は、以下の主要な特徴の簡単な比較である。 マグネシウムダイカスト 合金である：

マグネシウムダイカスト合金の用途

マグネシウムは軽量な合金鋳物として知られている。マグネシウム合金は、自動車用構造材として人気が高まっています。マグネシウム合金は軽量で、優れた強度重量比、寸法再現性、ニアネットシェイプが特徴です。

最近の例としては、2017年のクライスラー・パシフィカが挙げられる。これは、マグネシウムダイカストを使用して、リフトゲートの構造コアの9つの部品を交換し、リフトゲートアセンブリの重量を約50%削減するものである。

ご存知のように、マグネシウムダイカスト合金は驚くべき品質を持っています。様々な分野で多くの用途があります。 

ここでは、この革新的な技術で最も人気のある分野のいくつかを見ていくことにしよう。

自動車産業： マグネシウムダイカスト合金は、軽量で耐久性があり、燃費向上に最適であるため、自動車産業に非常に適しています。エンジン部品、ブラケット、ホイールなどの製造に使用される。

コンシューマー・エレクトロニクス:マグネシウムダイカスト合金は、軽量で携帯性に優れ、耐久性のある機器を求める人に最適です。

マグネシウムダイカスト鋳造プロセスは、ユーザーエクスペリエンスを向上させた。 ノートパソコンの筐体とカメラ本体 驚くほど耐久性に優れ、手になじむ。 

 航空宇宙産業:マグネシウムダイカスト合金は、航空宇宙産業において必要不可欠である。これらの合金は、航空機の貨物容量を増加させるのに役立ちます。 燃費.また、航空機の性能や航続距離にも役立つ。

医療機器:マグネシウムダイカストの強度対重量比は、医療機器業界で役立っています。これらの合金は非常に軽量です。これらの合金は、患者に必要な強度と耐久性を与えます。 車椅子と松葉杖. 

アルミダイカストとの比較

アルミダイカストもマグネシウムダイカストも、軽量で複雑な部品を大量に生産するために広く使用されています。しかし、そのどちらかを選択するためには、それぞれの特性を理解する必要があります。

類似点

軽量：マグネシウムとアルミニウムはどちらも軽量な金属です。このため、この2つの金属で作られたダイカストは、軽量化用途に適したソリューションです。

強度と軽さ：どちらの技術も強度重量比が高く、強度がありながら軽量な部品の製造に適している。

複雑な形状を簡単に: マグネシウムとアルミニウムのダイカストは、優れた寸法精度で複雑で詳細なデザインを作成できます。

相違点

軽量ヒーロー：純粋な軽さという点では、マグネシウムは他のどの素材とも比較にならない。アルミニウムよりも大幅に軽量化されたマグネシウムは、構造用金属としては最軽量です。

優れたシールド性：電磁波（タイ）から保護されるべき部品にとって、マグネシウムは、電磁干渉（EMI）や無線周波数干渉（RFI）に対する卓越したシールド品質により、最適な材料です。

耐食性：アルミニウムは通常、マグネシウムよりも高い耐食性を持っています。そのため、苛性物質や過酷な環境にさらされる用途には、アルミニウムがより好ましい選択肢となります。

最終的に、マグネシウムダイカストとアルミニウムダイカストのどちらを選択するかは、用途の具体的なニーズによって決まります。

結論

マグネシウムダイカスト業界には明るい未来があります。より優れた品質を持つ新しい合金が絶えず開発されるにつれて、この技術は、さまざまな用途向けの高性能で軽量な部品の設計・製造方法を完全に変えることができます。