I. เกรดโลหะผสมแมกนีเซียมทั่วไปสำหรับการแปรรูปการเสียรูปพลาสติก

ตามองค์ประกอบการผสมหลัก โลหะผสมแมกนีเซียมสามารถจำแนกได้เป็นระบบต่อไปนี้:

• Mg–Al series (Mg–Al–Zn)

• Mg–Zn series

• Mg–Mn series

• Mg–Rare Earth (Mg–RE) series

• Mg–Li series

  เกรดโลหะผสมแมกนีเซียมทั่วไปที่ใช้สำหรับการเสียรูปพลาสติก ได้แก่:

  AZ31B, AZ40, AZ61, AZ63B, AZ80, M1C, ME20M, ZK60, ZK61, WE43, WE54, VW84M และ LA103
  บทบาทขององค์ประกอบการผสมหลัก
  อะลูมิเนียม (Al)

  อะลูมิเนียมเป็นหนึ่งในองค์ประกอบการผสมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในโลหะผสมแมกนีเซียม ความสามารถในการละลายของแข็งสูงสุดในแมกนีเซียมอยู่ที่ประมาณ 12.7% ทำให้เกิดเฟส intermetallic Mg17Al12 อะลูมิเนียมช่วยเพิ่มความแข็งแรงทางกล ความต้านทานการกัดกร่อน ความสามารถในการหล่อ ความลื่นไหล ความเหนียว และความเหนียวอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ปริมาณอะลูมิเนียมที่มากเกินไปจะเพิ่มความไวต่อการกัดกร่อนจากความเครียดและความเปราะ
   

  สังกะสี (Zn)
   

  สังกะสีมีความสามารถในการละลายของแข็งสูงสุด 6.2% ในแมกนีเซียม ช่วยเพิ่มความแข็งแรงทางกล ความต้านทานการกัดกร่อน และความลื่นไหล และให้ทั้งผลการเสริมความแข็งแรงของสารละลายแข็งและการแข็งตัวของตะกอน อย่างไรก็ตาม ปริมาณ Zn ที่สูงกว่า 1% อาจนำไปสู่ความร้อนที่อุณหภูมิสูง สังกะสียังถูกนำมาใช้ร่วมกับเซอร์โคเนียมหรือธาตุหายากเพื่อสร้างโลหะผสมแมกนีเซียมที่แข็งตัวด้วยการตกตะกอนที่มีความแข็งแรงสูง

  แมงกานีส (Mn)
  แมงกานีสช่วยปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมแมกนีเซียมเป็นหลัก โลหะผสม Mg–Mn แสดงประสิทธิภาพการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม Mn ยังกำจัดเหล็กและสิ่งสกปรกโลหะหนักอื่นๆ ป้องกันการก่อตัวของสารประกอบ intermetallic ที่เป็นอันตราย และช่วยปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของน้ำทะเลของโลหะผสม Mg–Al และ Mg–Al–Zn อย่างมาก
  ดีบุก (Sn) และเงิน (Ag)
  การเติมดีบุกช่วยเพิ่มความเหนียวและลดแนวโน้มในการแตกร้าวจากความร้อนระหว่างการแปรรูปทางความร้อน เงินมีความสามารถในการละลายสูงสุด 15.5% ในแมกนีเซียม และให้การเสริมความแข็งแรงของสารละลายแข็งในขณะที่เพิ่มการตอบสนองต่ออายุ จึงช่วยเพิ่มความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงและความต้านทานการคืบ
  เซอร์โคเนียม (Zr)
  เซอร์โคเนียมเป็นตัวปรับแต่งเกรนที่มีประสิทธิภาพในโลหะผสมแมกนีเซียม ช่วยปรับปรุงคุณภาพการหล่อและเพิ่มความสามารถในการขึ้นรูประหว่างการเสียรูปพลาสติก
  เหล็ก (Fe), ทองแดง (Cu) และนิกเกิล (Ni)
  เหล็กเป็นองค์ประกอบสิ่งเจือปนที่สำคัญซึ่งทำให้ความต้านทานการกัดกร่อนลดลงอย่างมาก แม้ในระดับร่องรอย ปริมาณทองแดงที่สูงกว่า 0.05% และนิกเกิลจำนวนเล็กน้อยยังช่วยลดความต้านทานการกัดกร่อนอย่างรุนแรง แม้ว่าจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงก็ตาม สำหรับการใช้งานที่ไวต่อการกัดกร่อน

  การใช้งาน นิกเกิลต้องควบคุมให้ต่ำกว่า 0.005% 3/9

  ลิเธียม (Li)

  ลิเธียมมีความสามารถในการละลายสูงในแมกนีเซียม และให้การเสริมความแข็งแรงของสารละลายแข็งในขณะที่ลดความหนาแน่นของโลหะผสมลงอย่างมาก ช่วยเพิ่มความเหนียวแต่ลดความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อน
  แคลเซียม (Ca)

  แคลเซียมมีความสามารถในการละลายในแมกนีเซียมจำกัด และก่อตัวเป็นเฟส Mg2Ca การเติมในปริมาณเล็กน้อยช่วยลดการเกิดออกซิเดชันระหว่างการหลอมและการอบชุบด้วยความร้อน ปรับแต่งโครงสร้างเกรน ปรับปรุงความต้านทานการคืบ และเพิ่มอุณหภูมิการจุดระเบิด
  ธาตุหายาก (RE)

  ธาตุหายากแพร่กระจายช้าในแมกนีเซียมและก่อตัวเป็นเฟสที่กระจายตัวละเอียดและเสถียร โลหะผสม Mg–RE แสดงผลการเสริมความแข็งแรงของสารละลายแข็งและการตกตะกอนที่แข็งแกร่ง ส่งผลให้ความแข็งแรงที่อุณหภูมิห้อง ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง และความต้านทานการคืบดีขึ้น
  
   

  I. การอัดขึ้นรูปโลหะผสมแมกนีเซียม

  การอัดขึ้นรูปเป็นกระบวนการขึ้นรูปด้วยแรงดัน ซึ่งแท่งที่ถูกทำให้ร้อนจะถูกบังคับผ่านแม่พิมพ์เพื่อให้ได้รูปร่างหน้าตัดที่ต้องการ ตามการกำหนดค่าของเครื่องจักร เครื่องอัดขึ้นรูปสามารถจำแนกได้เป็นแนวนอนหรือแนวตั้ง
  
  

   

  เครื่องอัดขึ้นรูปแนวนอน

  ในเครื่องอัดขึ้นรูปแนวนอน ทิศทางการเคลื่อนที่หลักจะขนานกับพื้นดิน ส่วนประกอบสำคัญ ได้แก่ ภาชนะ แม่พิมพ์ และแรม หลังจากโหลดแท่งแล้ว แรงดันจะถูกนำไปใช้ผ่านแรม บังคับให้โลหะผสมแมกนีเซียมผ่านแม่พิมพ์เพื่อสร้างโปรไฟล์ที่ต้องการ

  เครื่องอัดขึ้นรูปแนวตั้ง
  
  

   

  5/9

  เครื่องอัดขึ้นรูปแนวตั้งมีทิศทางการเคลื่อนที่และการอัดขึ้นรูปตั้งฉากกับพื้นดิน ใช้พื้นที่น้อยกว่า แต่ต้องใช้ฐานรากที่ลึกกว่า เครื่องอัดแนวตั้งมีข้อดี เช่น การสึกหรอน้อย การเสียรูปทางความร้อนที่สม่ำเสมอ เสถียรภาพมิติที่ดีเยี่ยม และความเยื้องศูนย์ของท่อน้อยที่สุด ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตท่อและโปรไฟล์กลวง

  วิธีการอัดขึ้นรูป

  ตามทิศทางการไหลของวัสดุ กระบวนการอัดขึ้นรูป ได้แก่:

  • การอัดขึ้นรูปโดยตรง (ไปข้างหน้า)

  • การอัดขึ้นรูปโดยอ้อม (ย้อนกลับ)

  • การอัดขึ้นรูปแบบผสม

    ในการอัดขึ้นรูปโดยตรง โลหะจะไหลไปในทิศทางเดียวกับแรงดันที่ใช้ ส่งผลให้เกิดแรงเสียดทานอย่างมากระหว่างแท่งและภาชนะ กระบวนการนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากการปรับตัวของอุปกรณ์ที่แข็งแกร่งและคุณภาพพื้นผิวที่เสถียร อุณหภูมิการอัดขึ้นรูปโลหะผสมแมกนีเซียมทั่วไปอยู่ระหว่าง 300°C ถึง 450°C

    ในการอัดขึ้นรูปโดยอ้อม แท่งจะยังคงอยู่นิ่งเมื่อเทียบกับภาชนะ กำจัดแรงเสียดทานและลดแรงอัดขึ้นรูปอย่างมาก วิธีนี้ช่วยให้ได้อัตราส่วนการอัดขึ้นรูปที่สูงขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่า และให้โครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติทางกลที่สม่ำเสมอ ผลผลิตวัสดุที่สูงขึ้น และเศษวัสดุที่ลดลง

    III. โปรไฟล์และแอปพลิเคชันโลหะผสมแมกนีเซียมอัดขึ้นรูป
    ผลิตภัณฑ์โลหะผสมแมกนีเซียมอัดขึ้นรูป ได้แก่ โปรไฟล์แข็งและโปรไฟล์กลวง โปรไฟล์กลวงต้องใช้การออกแบบแม่พิมพ์ที่ซับซ้อนพร้อมช่องทางการไหลและห้องเชื่อมเพื่อเชื่อมต่อกระแสโลหะใหม่ภายใต้อุณหภูมิและความดันสูง

   

  6/9

  นอกเหนือจากวิธีการอัดขึ้นรูปแบบเดิมแล้ว การวิจัยยังได้รายงานเทคนิคขั้นสูง เช่น การอัดขึ้นรูปแบบอสมมาตร การอัดขึ้นรูปแบบหมุนย้อนกลับ การอัดขึ้นรูปแบบวงจร การอัดขึ้นรูปทุติยภูมิ และการอัดขึ้นรูปแท่งแบบผสม การอัดขึ้นรูปยังสามารถรวมกับกระบวนการอื่นๆ ได้ รวมถึงการอัดขึ้นรูป + การตีขึ้นรูป การอัดขึ้นรูป + การดึง และการอัดขึ้นรูป + การรีด การใช้งานทั่วไป

  แอโนดบูชายัญ

  แอโนดบูชายัญแมกนีเซียมอัดขึ้นรูปเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์อัดขึ้นรูปแมกนีเซียมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน เกรดโลหะผสมทั่วไป ได้แก่ AZ31B, M1C และ AZ63B จัดหาในแท่งกลมและสี่เหลี่ยม
  การขนส่งทางราง

  การอัดขึ้นรูปโลหะผสมแมกนีเซียมมีบทบาทสำคัญในการลดน้ำหนักของยานพาหนะทางราง ลดการสั่นสะเทือน เสียงรบกวน และการใช้พลังงาน ในขณะที่เพิ่มความสามารถในการบรรทุก โปรไฟล์โลหะผสมแมกนีเซียมที่มีหน้าตัดขนาดใหญ่ ยาวพิเศษ และมีความแม่นยำสูงถูกนำไปใช้อย่างประสบความสำเร็จในรถไฟความเร็วสูง รวมถึงแผงด้านข้าง ชั้นวางสัมภาระ รางนำพื้น คาน และสมาชิกตามยาว

  เครื่องจักรสิ่งทอ

  
  
   

  7/9

  โปรไฟล์โลหะผสมแมกนีเซียมกลวงขนาดใหญ่ใช้ในเครื่องทอผ้าวิปริตและเตียงเข็ม ช่วยลดความเฉื่อยและปรับปรุงเสถียรภาพในการทำงานระหว่างการทำงานด้วยความเร็วสูง

  การบินและอวกาศและการป้องกันประเทศ
  ในการใช้งานด้านการบินและอวกาศและการทหาร การอัดขึ้นรูปโลหะผสมแมกนีเซียมใช้ประโยชน์จากข้อได้เปรียบด้านน้ำหนักเบาและประสิทธิภาพในการป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

  IV. ความท้าทายในปัจจุบันในการอัดขึ้นรูปโลหะผสมแมกนีเซียม 1. การลดต้นทุน

  แม้ว่าต้นทุนของแท่งอาจใกล้เคียงกับอะลูมิเนียมในระดับขนาดใหญ่ แต่โลหะผสมแมกนีเซียมมักต้องใช้ความเร็วในการอัดขึ้นรูปที่ต่ำกว่าเพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าว ส่งผลให้การผลิตสูงขึ้น
  
  

   

  8/9

  ต้นทุน การพัฒนาโลหะผสมแมกนีเซียมที่สามารถอัดขึ้นรูปด้วยความเร็วสูงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการลดต้นทุน

  2. ความแข็งแรงสูงด้วยประสิทธิภาพการผลิตสูง
  โปรไฟล์โลหะผสมแมกนีเซียมจำนวนมากในปัจจุบันตรงกับระดับความแข็งแรงของโลหะผสมอะลูมิเนียม 6061 และ 6063 โดยบางชนิดมีความแข็งแรงในการดึงใกล้เคียง 500 MPa อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการผลิตและความสามารถในการขึ้นรูปยังคงตามหลังโลหะผสมอะลูมิเนียม การวิจัยอย่างต่อเนื่องมีจุดมุ่งหมายเพื่อพัฒนาโลหะผสมแมกนีเซียมที่มีความแข็งแรงสูงซึ่งเหมาะสำหรับการอัดขึ้นรูปด้วยความเร็วสูง ทำให้สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมได้กว้างขึ้น

  เกี่ยวกับฝ่ายสนับสนุนด้านเทคนิค

  บทความนี้จัดทำโดย Hilbo Magnesium alloy Material co.,Ltd ผู้ผลิตและผู้จัดจำหน่ายวัสดุโลหะผสมแมกนีเซียมทั่วโลก รวมถึงแผ่นโลหะผสมแมกนีเซียม แผ่น ท่อ แท่ง และโปรไฟล์อัดขึ้นรูป...ฯลฯ
  หากคุณมีคำถามทางเทคนิคเกี่ยวกับการอัดขึ้นรูปโลหะผสมแมกนีเซียม การเลือกวัสดุ หรือการออกแบบแอปพลิเคชัน โปรดติดต่อทีมเทคนิคของเรา:
  อีเมล: scm@hilbo-mg.com