ZK60A合金挤压材
ZK60A镁合金是一种不含Al的Mg-Zn系合金,含Zn4.8-6.2、Zr 0.45,共余为Mg,Zr的含量一般为0.5%。F及T5状态挤压材的室温平均弹性模量44.8GPa。室温抗拉强度/伸长率:F材料的340MPa/14%,T5材料的305MPa/11%;室温屈服强度:F材料的360MPa、T5材料的305MPa。
ZK60A合金挤压材纵向试样回转梁(R=-1)轴向负载(R=0.25)的室温疲劳断裂试验结果见图1-图4。
ZK60A合金锻件
ZK60A-T5合金锻件的回转和弯曲梁(R=-1)疲劳强度见图5及图6,纵向试样,带切口,Kt=2,经机加工和抛光,试样取自车轮轮缘。
弹性模量室温平均值44.8MPa、室温抗拉强度/伸长率305MPa/16%、室温屈服强度205MPa的ZK60A的切线和轴向轮缘回转和弯曲梁试样的室温疲劳强度见下表,试样经抛光。
在镁合金的应用产品中,压力加工产品、铸造产品以及非结构应用呈三足鼎立之势,自镁实现工业化应用以来,镁在冶金工业(配制铝合金、钢脱硫、球墨铸铁等)中的应用占50%-65%,加工镁及镁合金半成品(板、带、管、棒、型材)材料的占比很小,仅为1%-1.6%,挤压材(管、棒、型材)占的比例更小,只有0.4%-0.8%。因此,每年须进行表面处理的挤压镁材量不多。挤压镁材的表面处理方法有氧化着色、阳极氧化、电镀等。
挤压镁材的氧化着色
挤压镁材氧化着色工艺流程及参数见表1,其预处理(脱脂、水洗、酸洗、光亮蚀洗)及氧化处理后的水洗等处理与前面介绍的相同。
槽液配制与管理
根据槽的容积计算所需的化工产品,加水至1/2容积,将化工产品一一加入槽中,对除油槽与氧化槽加热、开风机、搅拌,而对酸洗槽与光洗槽在室温下开风机、搅拌。搅均后加水至规定容积,再搅拌均匀,取样分析,试氧化,合格后方可正式生产。在使用期间应定期对槽液成分进行化学分析。
氧化膜缺陷修补
挤压材表面上的氧化膜应均匀、牢固,若检查不合格,可作如下修补:
清除不合格膜层,重新处理。
局部清除有缺陷的氧化膜,再用补色液着色,常用的补色液见表2。用汽油或工业酒精擦净油污后,用玻璃砂布轻轻打磨,露出干净的镁,以压缩空气吹净粉尘,用浸以酒精液的纱布擦净表面,晾干后用缠锦纱或棉花的玻璃棒或木棒,蘸上氧化液在表面上反复涂擦约35s,晾干后即可。
镁合金转向管柱支架
现在在一款新能源车型的转向系统的开发中,引用了以镁合金为材料设计成型的转向支架和导向筒。由于镁合金的刚度,不会在安装后随车身支架的变形而产生变形,全面转向系统在整车碰撞过程中转向管柱可以按照设计的行程和吸能曲线完成整个动态溃缩过程,提供整车碰撞的安全性,并且大大提高了这个转向系统的刚度和频率,而且做到了轻量化设计,其质量较之常规车型原件减轻了5%以上。
镁合金仪表板骨架
常规车型的仪表板骨架更多是采用钢件焊接制成,为了满足汽车轻量化这一要求,需要在原本功能的基础上,确保装配面与孔的部位不改变,所以,将仪表板骨架零部件替换为镁合金。镁合金仪表板骨架制作时主要应用挤压、弯曲这两种工艺,所有镁合金件之间以氢弧焊进行连接。因为,镁合金与钢这两种材料接触之后会被腐蚀,所以仪表板骨架和车身、仪表板等零部件进行连接,建议采用钢质渗铝螺栓作为连接件。经过实践得知,轻量化镁合金仪表板骨架的质量是1.957kg,相比常规车型所采用的原钢件质量减轻了62.9%。