Magnezyum Basınçlı Döküm Alaşımları 101

Alüminyum gibi geleneksel malzemelere uygulanabilir bir alternatif sunan magnezyum, şu anda dökümde devrim yaratmaktadır. En hafif yapısal metal olan magnezyum, nihai ürünlerde önemli ölçüde ağırlık tasarrufu sağlar; bu da yakıt verimliliği ve otomobil emisyonlarıyla ilgili çevresel etkilerin azaltılması için gereklidir. Magnezyumun yeteneklerini genişleten ve onu farklı yüksek performanslı uygulamalar için iyi bir aday haline getiren kayda değer araştırma ilerlemeleri olmuştur.

Bu yüzden magnezyum basınçlı dökümde liderdir:

Magnezyum, alüminyuma (2,7 g/cm³) kıyasla yaklaşık 1,7 g/cm³ yoğunluğa sahiptir [1]. Bu, taşıtlar için olanlar da dahil olmak üzere bileşenlerin ağırlığında büyük düşüşlere yol açarak yakıt verimliliğini artırır ve elektronik cihazların taşınabilirliğini geliştirir.

Magnezyum mükemmel bir mukavemet/ağırlık oranına sahiptir. Bazı çalışmalar AZ91D gibi belirli magnezyum alaşımlarının 230 MPa'nın üzerinde gerilme mukavemetine ulaşabildiğini göstermiştir [2]. Bu özellikler, hafiflik ve mukavemete sahip oldukları için hem dayanıklı hem de hafif olması gereken parçalar için çok uygundur.

Örneğin, yakın zamanda yapılan bir araştırma, yüksek sıcaklıklarda deformasyona daha iyi direnç gösterebilen alaşımlar oluşturmak için bazı nadir toprak elementlerinin magnezyuma dahil edilmesini incelemiştir [3].

Kaynak:

1. Yucheng Bai ve diğerleri (2012) tarafından Döküm Teknolojisinde Magnezyum
2. Yüksek Sıcaklık Uygulamaları için Magnezyum Basınçlı Döküm Alaşımlarının Değerlendirilmesi: Mikroyapı, Çekme Özellikleri ve Sürünme Direnci by Sergio Cáceres, et al. (2015)
3. Mg-Gd-Y Alaşımlarının Mikroyapısı ve Sürünme Direnci by X.M. Wang, et al. (2020)

AZ91, AM60 ve AM50 basınçlı dökümde en yaygın kullanılan alaşımlardır. Hepsi Mg-AI sistemine dayanmaktadır.

Ayrıca Okuyun: Alüminyum Alaşımlı Basınçlı Döküm

Bu makalede, aşağıdakiler hakkında bilgi edineceğiz

• Magnezyum basınçlı döküm alaşımlarının küresel kapsamı,
• Bu malzemelerin avantajlarını vurgulamak,
• Magnezyum Alaşımları Özellikleri
• Basınçlı Döküm için Yaygın Magnezyum Alaşımlarının Kısa Karşılaştırması

Ayrıca magnezyum basınçlı döküm alaşımları kullanmanın aşağıdaki gibi önemli avantajlarını da vurgulayacağız:

• olağanüstü güç
• hafif doğa
• karmaşık şekiller üretmek için uygunluk

Ayrıca, döküm alaşımları için mevcut olan çeşitli magnezyum kalıp türlerini tartışacak, benzersiz niteliklerini ve ideal kullanımlarını vurgulayacağız.

Son olarak, magnezyum basınçlı dökümün alüminyum basınçlı döküm gibi yaygın olarak bilinen diğer yöntemlerle nasıl karşılaştırıldığını inceleyecek ve bu teknolojinin gelecekteki potansiyeline ilişkin ilginç beklentileri tartışacağız.

Bu araştırmanın sonunda, magnezyum basınçlı döküm alaşımları ve modern üretimdeki önemleri hakkında kapsamlı bir bilgiye sahip olacağınızı umuyoruz.

Magnezyumu Bir Alaşım Olarak Anlayalım

En ünlü magnezyum basınçlı döküm alaşımı AZ91D'dir. Magnezyum diğer metallerle birleştirildiğinde farklı alaşımlar oluşturur. En yaygın magnezyumlardan bazıları şunlardır:

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

Magnezyum Alaşımları Nedir?

Magnezyum alaşımları, magnezyumun (Mg) ana element olduğu ve tipik olarak bileşimin 90%'sinden fazlasını oluşturduğu metallerdir. Saf magnezyum, alüminyum (Al), çinko (Zn) ve manganez (Mn) gibi alaşım elementleri eklenerek modifiye edilir.

Magnezyum Basınçlı Dökümün Avantajları

Magnezyum basınçlı dökümün benzersizliği, üretim sürecine birkaç önemli avantaj getirebilmesidir. Aşağıda, bazı ana avantajlar üzerinde daha ayrıntılı olarak duracağız:

Hafif ve yüksek mukavemet/ağırlık oranı. 

Yukarıda da belirtildiği gibi magnezyum en hafif yapısal metaldir. Son derece hafif bileşenler için güç ve düşük ağırlık tabanı sağlar, bu da birçok işletme için büyük avantajlar sağlar.

Geliştirilmiş Boyutsal Hassasiyet ve Kararlılık

Basınçlı döküm yöntemi, nihai üründe olağanüstü boyutsal doğruluk ve kararlılığı garanti eder. Bu da parçaların diğer bileşenlerle daha kolay ve aynı yüksek standartlarda birleştirilmesini sağlar.

Mükemmel İşlenebilirlik ve Son İşlem Detayları

Magnezyum Basınçlı dökümler iyi işlenebilirlik sunar. Dökümden sonra malzemenin şekillendirilmesini ve modifikasyonunu kolaylaştırır. Ayrıca, bu dökümler genellikle üstün bir yüzey cilasına sahiptir ve gerekli ek işleme seviyesini azaltır.

Üstün Termal ve Elektriksel İletkenlik

İyi termal ve elektriksel iletkenlik magnezyum alaşımlarının özellikleridir. Buna göre, elektrik iletkenliğinin veya ısı dağılımının gerekli olduğu durumlarda kullanım alanı bulabilirler.

Yüksek Geri Dönüştürülebilirlik

Yüksek oranda geri dönüştürülebilir metal magnezyumdur. Bir ürünün kullanım ömrü sona erdiğinde, magnezyumdan yapılmış parçaları kolayca yeniden kullanılabilir ve geri dönüştürülebilir, böylece çevresel ayak izi azaltılabilir.

Magnezyum Basınçlı Döküm Prosesi

Bu bölümde magnezyum basınçlı dökümün temelleri ve neleri içerdiğinin yanı sıra erimiş magnezyumun karmaşık değerli parçalara nasıl dönüştüğü adım adım gösterilecektir.

Süreç, karmaşık ve boyutsal olarak hassas ürünler üretmek için kalıp adı verilen yeniden kullanılabilir bir kalıbın kullanılmasını içerir.

Bazı gerekli adımlar aşağıda verilmiştir:

Kalıp Hazırlama ve Temizleme 

Mükemmel bir döküm süreci sağlamak ve kusurları önlemek için kalıp iyice temizlenir ve yağlanır. Bu işlem, kalıbın bütünlüğünü korumak ve en yüksek kalitede dökümler üretmek için gereklidir.

Magnezyum Eritme ve Alaşımlama

Magnezyum bir fırında son derece yüksek sıcaklıklarda eritilir. Bu tür alaşım elementleri, daha yüksek mukavemet veya korozyon direnci gibi gerekli nihai ürün özelliklerini oluşturmak için bu aşamada erimiş metale enjekte edilebilir.

Enjeksiyon ve Katılaştırma

Yüksek basınç altında, erimiş magnezyum kalıp boşluğuna enjekte edilir. Bu boşluk, istenen bitmiş ürünle aynı şekle sahiptir. Erimiş magnezyum enjekte edildikten sonra hızla soğur ve sertleşir. Kısa bir süre sonra magnezyum kalıbın şeklini alır.

Parça Sökme ve Son İşlem

Katılaşmadan sonra, yeni oluşturulan parça kalıptan çıkarılır. Döküm işleminden sonra, yolluk veya yolluk gibi herhangi bir ekstra malzeme çıkarılır. Ekstra malzemeler çıkarıldıktan sonra, uygulamanın gerekliliklerine göre parçanın yüzeyine daha ileri son işlem teknikleri uygulanabilir.

Günümüzde bu yöntem, karmaşık magnezyum parçaları olağanüstü boyutsal doğruluk ve güvenilir kalite ile toplu miktarlarda üretmemizi sağlıyor.

Magnezyum Basınçlı Döküm Metalleri

Magnezyum basınçlı döküm alaşımlarının dikkatli seçimi ürünü başarılı kılabilir. Uygun alaşımın seçilmesi, bitmiş bir ürünün nihai özelliklerini ve performansını belirlediği için çok önemlidir.

En İyi Magnezyum Alaşımını Seçmek 

Magnezyum alaşımları, örneğin AZ91D ve AM50A/AM60B otomotiv ve ulaşım sektörleri için giderek daha popüler hale gelmektedir.

Bu yeni alaşımlar gelişmiş mukavemete, daha iyi yüksek sıcaklık özelliklerine, daha sünek ve daha yüksek termal iletkenliğe sahiptir.

En iyi magnezyum döküm alaşımını seçmeden önce, aşağıdakiler hakkında tam bilgiye sahip olmalısınız istenen nitelikler bitmiş ürün için. 

İşte bu kritik kararı verirken bazı önemli faktörler.

Güçlü: Bu konuda önemli bir faktör, kullanılacak farklı bileşenlerin gerekli mukavemetidir. Akma dayanımı, çekme dayanımı ve yorulma direnci farklı alaşımlar arasında değişkendir.

Korozyon Direnci: Bir parçanın çalışacağı ortamın dikkate alınması da önemlidir. Diğer birçok metale kıyasla daha yüksek korozyon direncine sahiptirler, bu da onları zorlu ortamlar için en önde gelen hale getirir.

Dökülebilirlik: Örneğin, erimiş bir metal kalıp boşluğuna iyi akabilmeli ve karmaşık şekilleri doldurabilmelidir. İyi döküm alaşımları düşük kusur ve yüksek oranda döküm gerilimi sağlar.

İşlenebilirlik: Ayrıca, dökülen bir nesnenin şekil vermek veya formunu değiştirmek için ne kadar kolay işlenebileceği de göz önünde bulundurulmalıdır. Uygun işleme alaşımı, etkin özelleştirme ve sonradan işleme olanağı sağlar.

Günümüzde, optimum mukavemet ve performans sunan magnezyum basınçlı döküm alaşımları, bu faktörleri uygulamalardan talep edilebileceklerle birlikte değerlendiren üreticiler tarafından seçilebilmektedir.

Yaygın Magnezyum Alaşımları

Piyasada birçok magnezyum basınçlı döküm alaşımı mevcuttur. Her alaşımın kendine özgü nitelikleri ve mükemmel kullanım alanları vardır.

Şimdi, en yaygın kullanılan alaşımların özelliklerini inceleyelim.

AZ91D: Tüm Turların Şampiyonu

AZ91D en yaygın kullanılan magnezyum döküm alaşımıdır. 9% alüminyum ve 1% çinkoya sahiptir. Çekici bir karışım sağlar korozyon direnci, tokluk ve yüksek dökülebilirlik. Bu özellikler AZ91D'yi motor parçaları, muhafazalar, tüketici elektroniği ve otomotiv sektörleri gibi birçok uygulama için esnek bir seçenek haline getirir.

3.2.2 AM Serisi (AM 50A, AM20, AM60B): Dayanıklılığa Odaklanma

AM serisi, olağanüstü özellikleri ile tanınan alaşımlı bir gruba sahiptir darbe direnci ve tokluk. Bu özellikler onları fiziksel direnç veya darbe gerektiren parçalar için mükemmel hale getirir. AM serisi alaşımlar havacılık ve otomotiv endüstrilerinde braketler, tekerlekler ve diğer parçalar için kullanılır.

3.2.3 AS41B ve AE42: Yüksek Sıcaklık Alaşımları

AS41B ve AE42 alaşımları yüksek sıcaklık gerektiren uygulamalar için mükemmel seçeneklerdir. Bu alaşımlar yüksek sıcaklıklarda mükemmel süneklik, sürünme direnci ve mukavemet göstererek ısı direncinin gerekli olduğu motor ve şanzıman parçaları için uygun hale gelir.

Bunun magnezyum döküm alaşımlarının kısmi bir listesi olduğuna dikkat etmek önemlidir. Özel gereksinimleri karşılamak için geliştirilmiş başka birçok magnezyum döküm alaşımı türü vardır. Mükemmel alaşımı seçmek, istediğiniz nitelikleri ve benzersiz uygulama gereksinimlerini tam olarak kavramayı gerektirir.

Magnezyum Basınçlı Döküm Alaşımlarının Özellikleri

Farklı magnezyum basınçlı döküm alaşımlarının temel özelliklerinin anlaşılması, daha eğitimli kararlar alınmasını sağlar. 

İşte bazı göze çarpan özelliklerin kısa bir karşılaştırması magnezyum döküm alaşımlar:

Magnezyum Basınçlı Döküm Alaşımlarının Uygulamaları

Magnezyum hafif alaşım dökümleriyle bilinir. Yapısal otomotiv uygulamalarında giderek daha popüler hale gelmektedirler. Magnezyum alaşımları hafiftir, olağanüstü mukavemet-ağırlık oranı, boyutsal tekrarlanabilirlik ve net şekle yakındır.

Son örneklerden biri 2017 Chrysler PacificaBagaj kapısının yapısal çekirdeğindeki dokuz bileşeni değiştirmek için magnezyum döküm kullanan bu ürün, bagaj kapağı grubunun ağırlığını yaklaşık 50% azaltıyor.

Bildiğimiz gibi, magnezyum basınçlı döküm alaşımları dikkate değer niteliklere sahiptir. Çeşitli sektörlerde birçok uygulamaları vardır. 

Şimdi bu yenilikçi teknolojinin en popüler sektörlerinden bazılarını inceleyeceğiz.

Otomotiv Endüstrisi: Magnezyum basınçlı döküm alaşımları otomotiv endüstrisi için çok iyidir, çünkü hafif ve dayanıklıdırlar, böylece yakıt verimliliği için mükemmeldirler. Motor parçaları, braketler, tekerlekler vb. üretiminde kullanılırlar.

Tüketici Elektroniği: Magnezyum döküm alaşımları, hafif taşınabilir ve dayanıklı cihazlar isteyenler için en uygun olanıdır.

Magnezyum döküm işlemi kullanıcı deneyimini geliştirmiştir, aşağıdakiler için en iyisidir dizüstü bilgisayar kasaları ve kamera gövdeleri oldukça dayanıklı ve tutması rahattır. 

 Havacılık ve Uzay Endüstrisi: Magnezyum basınçlı döküm alaşımları havacılık ve uzay endüstrisinde çok önemlidir çünkü orada her gram önemlidir. Bu alaşımlar uçakların kargo kapasitelerini artırmalarına yardımcı olur ve yakıt verimliliği. Ayrıca uçak performansı ve menzili için de faydalıdırlar.

Tıbbi Ekipman: Magnezyum basınçlı dökümün güç/ağırlık oranı tıbbi ekipman endüstrisinde faydalıdır. Bu alaşımlar çok hafiftir. Bunlar hastalara ihtiyaç duydukları gücü ve dayanıklılığı sağlar. tekerlekli sandalyeler ve koltuk değnekleri. 

Alüminyum Basınçlı Döküm ile Karşılaştırma

Hem basınçlı döküm alüminyum hem de magnezyum, büyük miktarlarda hafif, karmaşık parçaların üretimi için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, aralarında bir seçim yapmak için kendine özgü özellikleri anlaşılmalıdır.

Benzerlikler

Hafif Ağırlık: Magnezyum ve alüminyumun her ikisi de hafif metallerdir. Bu nedenle bu iki metalden yapılan basınçlı döküm, ağırlık azaltma uygulamaları için iyi bir çözümdür.

Güç ve Hafiflik: Her iki teknik de yüksek mukavemet/ağırlık oranlarına sahiptir, bu da onları güçlü ancak hafif bileşenlerin üretimi için uygun hale getirir.

Karmaşık Şekiller Kolaylaştı: Magnezyum ve Alüminyum Basınçlı Dökümler, mükemmel boyutsal doğrulukla karmaşık, ayrıntılı tasarımlar oluşturabilir.

Farklılıklar

Hafif Kahraman: Saf hafiflik açısından magnezyum başka hiçbir malzemeyle kıyaslanamaz. Alüminyuma göre önemli ağırlık azalmaları ile en hafif yapısal metal haline gelir.

Ekranlama Üstünlüğü: Elektromanyetik dalgalardan (Thai) korunması gereken parçalar için magnezyum, elektromanyetik parazit (EMI) ve radyo frekansı parazitine (RFI) karşı olağanüstü ekranlama kalitesi nedeniyle en iyi malzemedir.

Korozyon Direnci: Alüminyum genellikle magnezyumdan daha yüksek derecede korozyon direncine sahiptir. Bu nedenle, kostik maddelere veya zorlu ortamlara maruz kalan uygulamalar için daha çok tercih edilen bir alternatif haline gelir.

Sonuç olarak, magnezyum veya alüminyum basınçlı döküm arasındaki seçim, bir uygulamanın özel ihtiyaçlarına bağlıdır.

Sonuç

Magnezyum basınçlı döküm endüstrisinin parlak bir geleceği var. Sürekli olarak daha yüksek niteliklere sahip yeni alaşımlar geliştikçe, bu teknoloji farklı uygulamalar için yüksek performanslı, hafif parçalar tasarlama ve üretme şeklimizi tamamen değiştirebilir.