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鎂合金應用簡介

鎂合金切割過程的火災危險性

1.1鎂屑活性大,高溫易燃燒。在鎂合金切削過程中,鎂屑大部分是未氧化的鎂及鎂合金。由於金屬鎂遇濕時為壹級易燃材料,其燃點和最小點火能較低,且芯片薄而小,比表面積大,在空氣中高溫時容易燃燒。

1.2高速切削會產生高溫,引燃鎂屑。在機械加工中,為了充分發揮刀具的切削性能,提高生產效率和工件質量,壹般要求較高的切削速度。但是,高速切削往往會使金屬屑的溫度高達700°C ~ 1 000°C 000°C,在沒有冷卻液有效供給的情況下,高溫將足以點燃鎂屑之火。

1.3鎂屑燃燒溫度高,火勢蔓延快,滅火難度大。鎂壹旦發生火災,其燃燒溫度可達3000 ℃,燃燒熱值可達25 121 kJ/kg。鎂屑呈粉末狀時,遇火與空氣混合會爆炸。此外,由於鎂在高溫下能與水反應放出氫氣,所以在鎂金屬火災中,水、泡沫、四氯化碳等滅火劑都受到限制,幹粉、哈龍滅火劑滅火效果不明顯,很難撲滅。

金屬切削過程中影響切削溫度的因素

金屬切削過程中,切削變形和摩擦消耗的功99%轉化為熱能,可用(1)表示:

q總計=Q1+Q2+Q3(1)

其中:Q total——切削過程中產生的總熱量,也稱切削熱;

q 1-變形消耗的功轉化熱;

Q2——指前刀面與切屑表面摩擦所消耗的熱量;

Q3——側面與切屑表面之間摩擦消耗的熱量。

切削熱主要通過切屑、刀具、工件、切削液(如冷卻液、潤滑液)和周圍空氣傳導。不加切削液時,大部分熱量是通過切屑傳遞的。

鎂合金切削過程的防火

3.1控制切割速度。切削熱的產生與切削速度成正比增加,所以切削速度對切削溫度影響很大。在實際工作中,我們發現不同切削速度產生的切削熱會改變芯片表面氧化膜的顏色。因此,可以通過切削鎂合金在不同切削速度下的氧化膜顏色來估算車床的安全主軸轉速。

3.2正確選擇切削液。除非機械結構本身受到限制,否則在鎂合金切削中應始終充分供應切削液以降低切屑溫度。考慮到鎂的化學特性,切削液的選擇應避免使用易燃、強氧化性、高含水量的液體,以防止冷卻液與高溫鎂屑燃燒或因放熱反應而著火。

3.3加強對易燃、可燃材料的監管。冷加工用的潤滑油和精密機床用的液壓油、導軌油、主軸油多為易燃液體,儲油量壹般較大。比如普通機床的液壓油大概20公斤~70公斤。因此,在日常工作中要加強設備的檢查和維護,保持機床的良好狀態,防止漏油。油布、油棉紗等。清洗機床後留下的鎂屑應及時清理並隔離。

鎂屑的滅火

4.1嚴禁使用水、泡沫、四氯化碳和二氧化碳滅火劑。

4.2燃燒過的金屬鎂屑應選用D類滅火器。如7150、D型幹粉、幹砂等。考慮到目前國內市場上7150和D型幹粉滅火器並不常見,幹砂對機床(特別是精密機床)的危害很大,根據實際情況,可就地取材選用75 %~80%的覆蓋熔劑粉和20 %~25%的硫磺粉,填充在除塵熔劑中。

4.3在撲滅鎂屑火災時,滅火器的噴嘴與燃燒的鎂屑之間應保持壹定的距離,以減少滅火時滅火器對鎂屑的沖擊,防止鎂屑擴散形成爆炸性混合物。

鎂合金板材的應用

①鎂合金板材是航空航天工業不可缺少的材料。航空材料減重帶來的經濟效益和性能提升非常顯著。商用飛機和汽車同樣的減重帶來的燃油成本節約,前者是後者的近100倍,而戰鬥機的燃油成本節約是商用飛機的近10倍。更重要的是,其機動性的提高可以大大提高其戰鬥力和生存能力。正因為如此,航空工業將采取各種措施增加鎂合金的應用。目前飛機使用的鋁材約占飛機總重量的85%。高強度、耐腐蝕的鎂合金板性能優於鋁板,在飛機應用中更具優勢。

②鎂合金是降低武器裝備質量,實現武器裝備輕量化,提高武器裝備戰術性能的理想結構材料。軍事應用,如直升機和戰鬥機,應廣泛使用;坦克、裝甲車、軍用吉普車、槍械武器等。,可以將單兵綜合作戰系統減輕到6.37Kg,鎂板用於制作子彈殼和炮彈殼,使單兵子彈的裝載量增加壹倍。

(3)交通工具的應用,如汽車、火車、輪船等。,可以減肥,節能,減少汙染,國家正在大力發展。

④廣泛應用於3C產品。

⑤在電源應用方面,鎂動力產品均為高能量無汙染電源,如制造鎂錳幹電池、鎂空氣電池、鎂海水電池、魚雷電源、動力電池等。

⑥金屬保護采用高電位鎂合金犧牲陽極板。

⑦也廣泛用於民用。如環保建築裝飾板、體育用品、醫療器械、工具、高級眼鏡架、表殼、

高級旅行用品等。最近,日本宇部公司在擠壓鑄造機上進行了鋁合金和鎂合金半固態擠壓鑄造的研發。公司開發的半固態新工藝是:首先將熔融金屬在高精度溫控熔化保溫爐中熔化,倒入中間容器中保溫,溫度略高於合金熔點;然後,通過控制氣流將中間容器中半液態金屬的溫度調節到所需溫度,防止過冷,再將中間容器中的半固態漿料倒扣倒入傾斜的杯中,使氧化層保持在杯中擠壓頭的表面,防止其進入鑄件;然後,擠壓頭將半固態漿料壓入型腔中成型,從而實現在壓力下凝固成鑄件。該工藝生產的鑄件比常規擠壓鑄造具有更致密的組織和更好的性能,並且可以形成更薄的鑄件。

擠壓鑄造又稱液態模鍛,是壹種使液態或半固態金屬在高壓下充填凝固的精密成形鑄造技術。該工藝有效地提高了鑄件的補縮和成形能力,具有避免或減少氣孔等鑄造缺陷,提高鑄件力學性能,適用範圍廣,節約能源等優點。目前,該技術已廣泛應用於汽車、摩托車等重要安全高性能零部件的生產,在未來能源日益緊張、機械性能要求越來越高的情況下,具有重要的應用前景。

擠壓鑄造設備的改進是擠壓鑄造技術推廣的重要條件。目前,世界各國用於擠壓鑄造生產的液壓機約有1000臺,先進的特種擠壓鑄造設備主要分布在日本、美國等發達國家,其中日本最大。擠壓鑄造機大致可以分為三種:立式夾緊和立式擠壓;水平夾緊和水平擠壓;水平夾緊和垂直擠壓。擠壓鑄造設備的研發主要集中在以下幾個方面:(1)擠壓鑄造方法由傳統的直接擠壓和間接擠壓轉變為復合,兼有兩種方法的優點,形成了應用範圍更廣的擠壓鑄造新工藝。再如與壓鑄和半固態鑄造相結合,形成擠壓壓鑄工藝和半固態擠壓鑄造。(2)澆註方法和澆註系統裝置註重提高自動化水平和澆註條件,開發高精度液壓控制閥和閉環控制註射系統,建立專用高效的澆註系統。(3)鎖模力規格多樣化,改進註射系統壓力控制方式,提高其控制精度和穩定性,實現擠出過程的精確控制;拓寬設備的擠出速度和擠出壓力範圍。

關於新型擠壓鑄造產品的開發,各國都遵循以下方向:(1)替代常規壓鑄工藝,使其具有更致密的組織,可通過固溶處理進行熱處理,提高其力學性能或提高其耐磨性和抗泄漏性;(2)代替砂型和金屬型鑄造,鑄件內部結構更致密,表面輪廓更清晰,尺寸精度更高;(3)替代鍛造、熱擠壓等工藝,降低成本,簡化工藝。近年來,擠壓鑄造鋁基復合材料的研究工作在世界範圍內非常活躍。由於擠壓鑄造技術是制備金屬基復合材料最廉價、最實用的工藝,因此備受關註。優點:①密度低,比鋁輕1/3,比強度(抗拉強度與密度之比)比鋁合金高;②疲勞極限高;③能承受比鋁合金更大的沖擊載荷;④良好的導熱性;⑤良好的鑄造性能;⑥良好的尺寸穩定性;⑦易於回收;⑧良好的可加工性;⑧具有良好的減振性能;⑩在很多方面優於工程塑料,可以替代工程塑料;在煤油、汽油、礦物油和堿中具有很高的耐腐蝕性。