I. Gradi comuni di lega di magnesio per la lavorazione per deformazione plastica

In base ai loro principali elementi di lega, le leghe di magnesio possono essere classificate nei seguenti sistemi:

• Serie Mg–Al (Mg–Al–Zn)

• Serie Mg–Zn

• Serie Mg–Mn

• Serie Mg–Terre Rare (Mg–RE)

• Serie Mg–Li

  I gradi comuni di lega di magnesio utilizzati per la deformazione plastica includono:

  AZ31B, AZ40, AZ61, AZ63B, AZ80, M1C, ME20M, ZK60, ZK61, WE43, WE54, VW84M e LA103.
  Ruolo dei principali elementi di lega
  Alluminio (Al)

  L'alluminio è uno degli elementi di lega più utilizzati nelle leghe di magnesio. La sua solubilità solida massima nel magnesio è di circa il 12,7%, formando la fase intermetallica Mg17Al12. L'alluminio migliora significativamente la resistenza meccanica, la resistenza alla corrosione, la colabilità, la fluidità, la duttilità e la tenacità. Tuttavia, un contenuto eccessivo di alluminio aumenta la suscettibilità alla corrosione sotto tensione e la fragilità.
   

  Zinco (Zn)
   

  Lo zinco ha una solubilità solida massima del 6,2% nel magnesio. Migliora la resistenza meccanica, la resistenza alla corrosione e la fluidità e fornisce sia effetti di irrobustimento per soluzione solida che di indurimento per precipitazione. Tuttavia, contenuti di Zn superiori all'1% possono portare a rotture a caldo ad alte temperature. Lo zinco è anche comunemente combinato con zirconio o elementi delle terre rare per formare leghe di magnesio ad alta resistenza indurite per precipitazione.

  Manganese (Mn)
  Il manganese migliora principalmente la resistenza alla corrosione delle leghe di magnesio. Le leghe Mg–Mn mostrano eccellenti prestazioni di corrosione. Il Mn rimuove anche il ferro e altre impurità di metalli pesanti, prevenendo la formazione di composti intermetallici dannosi e migliorando significativamente la resistenza alla corrosione in acqua di mare delle leghe Mg–Al e Mg–Al–Zn.
  Stagno (Sn) e Argento (Ag)
  L'aggiunta di stagno migliora la duttilità e riduce la tendenza alla criccatura a caldo durante la lavorazione termica. L'argento ha una solubilità massima del 15,5% nel magnesio e fornisce un irrobustimento per soluzione solida migliorando al contempo la risposta all'invecchiamento, migliorando così la resistenza alle alte temperature e la resistenza allo scorrimento.
  Zirconio (Zr)
  Lo zirconio è un potente affinatore di grano nelle leghe di magnesio, migliorando la qualità della fusione e migliorando la formabilità durante la deformazione plastica.
  Ferro (Fe), Rame (Cu) e Nichel (Ni)
  Il ferro è un elemento di impurità critico che degrada significativamente la resistenza alla corrosione, anche a livelli di traccia. Contenuti di rame superiori allo 0,05% e piccole quantità di nichel riducono gravemente anche la resistenza alla corrosione, sebbene possano migliorare la resistenza alle alte temperature. Per applicazioni sensibili alla corrosione

  le applicazioni, il contenuto di nichel deve essere controllato al di sotto dello 0,005%. 3/9

  Litio (Li)

  Il litio ha un'elevata solubilità nel magnesio e fornisce un irrobustimento per soluzione solida riducendo significativamente la densità della lega. Migliora la duttilità ma riduce la resistenza e la resistenza alla corrosione.
  Calcio (Ca)

  Il calcio ha una solubilità limitata nel magnesio e forma la fase Mg2Ca. Piccole aggiunte riducono l'ossidazione durante la fusione e il trattamento termico, affinano la struttura del grano, migliorano la resistenza allo scorrimento e aumentano la temperatura di ignizione.
  Elementi delle Terre Rare (RE)

  Gli elementi delle terre rare si diffondono lentamente nel magnesio e formano fasi fini e stabili disperse. Le leghe Mg–RE mostrano forti effetti di irrobustimento per soluzione solida e precipitazione, con conseguente miglioramento della resistenza a temperatura ambiente, della resistenza alle alte temperature e della resistenza allo scorrimento.
  
   

  I. Processi di estrusione delle leghe di magnesio

  L'estrusione è un processo di formatura a pressione in cui un billette riscaldato viene forzato attraverso una filiera per ottenere la forma desiderata della sezione trasversale. In base alla configurazione della macchina, le presse di estrusione possono essere classificate come orizzontali o verticali.
  
  

   

  Presse di estrusione orizzontali

  Nelle presse di estrusione orizzontali, la direzione principale del movimento è parallela al suolo. I componenti chiave includono il contenitore, la filiera e il pistone. Dopo il caricamento del billette, la pressione viene applicata attraverso il pistone, forzando la lega di magnesio attraverso la filiera per formare il profilo richiesto.

  Presse di estrusione verticali
  
  

   

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  Le presse di estrusione verticali presentano direzioni di movimento ed estrusione perpendicolari al suolo. Occupano meno spazio a terra ma richiedono fondazioni più profonde. Le presse verticali offrono vantaggi come bassa usura, deformazione termica uniforme, eccellente stabilità dimensionale e minima eccentricità del tubo, rendendole particolarmente adatte alla produzione di tubi e profili cavi.

  Metodi di estrusione

  In base alla direzione del flusso del materiale, i processi di estrusione includono:

  • Estrusione diretta (in avanti)

  • Estrusione indiretta (indietro)

  • Estrusione combinata

    Nell'estrusione diretta, il metallo scorre nella stessa direzione della pressione applicata, con conseguente attrito significativo tra il billette e il contenitore. Questo processo è ampiamente utilizzato grazie alla forte adattabilità delle apparecchiature e alla stabile qualità della superficie. Le temperature tipiche di estrusione delle leghe di magnesio variano da 300°C a 450°C.

    Nell'estrusione indiretta, il billette rimane fermo rispetto al contenitore, eliminando l'attrito e riducendo significativamente la forza di estrusione. Questo metodo consente rapporti di estrusione più elevati a temperature più basse e fornisce microstruttura e proprietà meccaniche uniformi, maggiore resa del materiale e riduzione degli scarti.

    III. Profili e applicazioni in lega di magnesio estrusi
    I prodotti in lega di magnesio estrusi includono profili pieni e profili cavi. I profili cavi richiedono progetti di filiere complessi con canali di flusso e camere di saldatura per ricongiungere i flussi di metallo ad alta temperatura e pressione.

   

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  Oltre ai metodi di estrusione convenzionali, la ricerca ha riportato tecniche avanzate come l'estrusione asimmetrica, l'estrusione rotativa all'indietro, l'estrusione ciclica, l'estrusione secondaria e l'estrusione di billette compositi. L'estrusione può anche essere combinata con altri processi, tra cui estrusione + forgiatura, estrusione + trafilatura ed estrusione + laminazione. Applicazioni tipiche

  Anodi sacrificali

  Gli anodi sacrificali in magnesio estruso sono attualmente uno dei prodotti di estrusione in magnesio più utilizzati. I gradi di lega comuni includono AZ31B, M1C e AZ63B, forniti in barre rotonde e rettangolari.
  Trasporto ferroviario

  Le estrusioni in lega di magnesio svolgono un ruolo chiave nell'alleggerimento dei veicoli ferroviari, riducendo le vibrazioni, il rumore e il consumo di energia, aumentando al contempo la capacità di carico utile. Profili in lega di magnesio a sezione trasversale ampia, ultra lunghi e di alta precisione sono stati applicati con successo nei treni ad alta velocità, inclusi pannelli laterali, portabagagli, guide per pavimenti, travi e elementi longitudinali.

  Macchinari tessili

  
  
   

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  I profili cavi di grandi dimensioni in lega di magnesio vengono utilizzati nelle macchine per maglieria a catena e nei letti ad aghi, riducendo significativamente l'inerzia e migliorando la stabilità operativa durante il funzionamento ad alta velocità.

  Aerospaziale e Difesa
  Nelle applicazioni aerospaziali e militari, le estrusioni in lega di magnesio sfruttano i loro vantaggi di leggerezza e le prestazioni di schermatura elettromagnetica.

  IV. Sfide attuali nell'estrusione di leghe di magnesio 1. Riduzione dei costi

  Sebbene i costi dei billette possano avvicinarsi a quelli dell'alluminio su scala, le leghe di magnesio richiedono in genere velocità di estrusione inferiori per evitare la rottura, con conseguenti costi di produzione più elevati
  
  

   

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  costi. Lo sviluppo di leghe di magnesio estrudibili ad alta velocità è essenziale per la riduzione dei costi.

  2. Elevata resistenza ad alta produttività
  Molti profili in lega di magnesio corrispondono attualmente ai livelli di resistenza delle leghe di alluminio 6061 e 6063, con alcuni che raggiungono resistenze alla trazione vicine a 500 MPa. Tuttavia, la produttività e la formabilità sono ancora inferiori a quelle delle leghe di alluminio. La ricerca in corso mira a sviluppare leghe di magnesio ad alta resistenza adatte all'estrusione ad alta velocità, consentendo una più ampia adozione industriale.

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  Questo articolo è fornito da Hilbo Magnesium alloy Material co.,Ltd, un produttore e fornitore globale di materiali in lega di magnesio, tra cui lamiere, piastre, tubi, barre e profili estrusi in lega di magnesio...ecc.
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