压铸镁合金
镁合金的密度为1.74g/cm3，只相当于铸铁的25%，铝合金的64%左右。镁合金强度大，其抗拉强度与密度之比为14~16。
镁合金具有良好的吸收能的能力，具有良好的刚度和减震性，在承受冲击载荷时能吸收较大的冲击能量。所以镁合金可制造强烈颠簸和吸收振动作用的零件。
铸镁在低温下（达-196℃）仍有良好的力学性能。故可制造在低温下工作的零件。
镁合金在压铸时，与铁的亲和力小,粘模现象少,模具寿命较铝合金长。压铸件不需退火和消除应力就具有尺寸稳定性能。在负载的情况下，又具有好的蠕变强度，特别适应于制造汽车发动件零件和小型发动机零件。
镁合金具有良好的抗冲击和抗压缩能力，能产生良好的冲击强度与压缩强度。
镁合金压铸件具有良好的切削性能，以镁合金的切削功率为1，则铝为1.3，黄铜为2.3，铸铁为3.5，碳钢为6.3，镍合金为10。加工时可不必添加冷却剂与润滑剂。
镁合金还具有高导热率、无毒性、无磁性、不易破碎等优点。
镁的标准电极电位较低，并且它表面形成的氧化膜是不致密的，因而抗蚀性较低，因此，镁铸件常需进行表面氧化处理和涂漆保护。
镁易燃，镁液遇水即起剧烈作用而导致爆炸，而且镁的粉尘亦会自燃。因此，在镁合金生产的各个环节中均应有专门的安全保护措施。
在我国压铸用的镁合金采用五号铸镁，其合金代号为YM5，合金牌号为YZMgAl9Zn。如表2-9所示为我国压铸镁合金的化学成分和力学性能。
压铸镁合金主要元素的作用如表2-10所示。
压铸镁合金YM5物理性能如表2-11所示。
表2-9 压铸镁合金化学成分和力学性能 （JB3070-82）
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合金牌号 |
合金代号 |
化学成分(质量分数) (%) |
力学性能(不低于) |
|||||||||||
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主 要 成 分 |
杂 质 含 量(不大于) |
抗拉强度 σb N/mm2 |
伸长率δ% (L0=50) |
布氏硬度 HB 5/250/30 |
||||||||||
|
铝 |
锌 |
锰 |
镁 |
铁 |
铜 |
硅 |
镍 |
总和 |
||||||
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YZMgAl9Zn |
YM5 |
7.5 ~ 9.0 |
0.2 ~ 0.8 |
0.15 ~ 0.5 |
其余 |
0.08 |
0.1 |
0.25 |
0.01 |
0.5 |
200 |
1 |
65 |
|
表2-10 压铸镁合金主要元素的作用
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元素 |
含量变化 |
对铸造性能的影响 |
对力学性能的影响 |
对抗蚀性能的影响 |
|
Al |
约达10%,>7% |
改善流动性 |
提高强度和硬度，伸长率下降 |
降低耐蚀性 |
|
Zn |
≥1% |
改善流动性 |
含量超过2%时形成热脆性，但可提高力学性能 |
可减少Fe、Ni等腐蚀性作用 |
|
Mg |
≤0.5% |
改善流动性 |
改善力学性能 |
能中和铁的有害作用 |
|
Fe |
— |
— |
降低力学性能 |
降低抗蚀性 |
表2-11 压铸镁合金YM5的物理性能
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项目 |
物理性能 |
|
|
20℃时密度( g / cm3) 液相线温度(℃) |
1.81 607 |
|
|
固相线温度(℃) |
492 |
|
|
20~100℃时的比热容[ J / ( kg •℃)] |
104 |
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|
在下列温度的线膨胀系数╳10-6/℃ |
||
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20~100℃ |
26.8 |
|
|
20~200℃ |
28.1 |
|
|
20~300℃ |
28.7 |
|
|
在20~300℃时热导率 [w/(m •℃)] |
77.46 |
|
|
线收缩率（%） |
1.2~1.3 |
目前，国际上都采用高纯度镁合金，常用标准如欧洲标准（EN）、美国材料与试验协会标准（ASTM）、美国国家标准（ANSI）德国标准（DIN）、英国标准（BS）、日本标准（JIS），表示方法示例如下：
1、 欧洲标准（EN）
2、美国标准（ASTM），表示方法上采用字母、数字混合编号，字母表示主要元素、数字表示含量取重量的百分比。主要元素符号为铝—A、锌—Z、镁—M、硅—S、稀土元素—E。当今压铸镁合金中AZ91D合金应用最多。
压铸镁合金的选择
怎样才能使压铸件在保证优质的前提下又经济实惠呢?应该从如下几个方面考虑：优良且实用的压铸机和压铸模；合理的铸件结构；适宜的压铸合金。在选用压铸合金种类和牌号时，应注意比较和分析各种压铸合金的性能。如表2-15所示为各种压铸合金性能相对比较表。
在选用压铸合金时，还必须要针对压铸件的用途来考虑合金本身的综合性能能否满足要求，一般应从如下几个方面考虑：
1、 受力状态 主要考虑压铸件在使用时所处的工作条件，如受拉、压、振动、冲击等载荷情况。
2、 工作环境 主要考虑压铸件在使用时对温度、密闭性有何要求，对所接触的介质如潮湿大气、海水、酸、碱、盐等有否耐侵蚀能力。
3、 生产条件 应考虑压铸件生产中的设备、工艺设置和材料是否匹配。
4、 经济性 进行成本核算，尽量减低成本。
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