Apa jenis paduan yang umum digunakan untuk casting paduan magnesium?

Tingkatan dan klasifikasi umum paduan coran magnesium
Coran magnesium dapat dibagi menjadi seri Mg-Al-Zn (seri AZ), seri Mg-Al-Mn (seri AM), seri Mg-Zn-Ca (seri ZC), seri Mg-Re-Zr (paduan magnesium unsur tanah jarang, seperti seri WE) berdasarkan sistem unsur paduan. Berikut adalah tingkatan yang paling umum digunakan dan karakteristik kinerjanya di industri:

1. Seri Mg-Al-Zn (seri AZ)
Fitur: Mengandung unsur aluminium (Al) dan seng (Zn), kinerja pengecoran yang sangat baik, kekuatan dan ketahanan korosi yang seimbang, dan merupakan sistem coran paduan magnesium yang paling umum digunakan.
1. AZ91D
Komposisi: Al 8,5~9,5%, Zn 0,45~0,9%, Mn ≥0,17%, dan sisanya Mg.
Karakteristik kinerja:
Kekuatan tinggi: kekuatan tarik dapat mencapai 200~220 MPa, kekuatan luluh sekitar 100 MPa, cocok untuk komponen struktural dengan beban sedang.
Ketahanan korosi yang baik: Karena kandungan Al yang tinggi, film oksida Al₂O₃ yang padat mudah terbentuk di permukaan, dan ketahanan terhadap semprotan garam lebih baik daripada magnesium murni (sekitar 100~200 jam), tetapi perlakuan permukaan masih diperlukan untuk meningkatkan perlindungan.
Kemampuan proses pengecoran: Fluiditas yang sangat baik, cocok untuk komponen berdinding tipis yang kompleks (ketebalan dinding minimum bisa mencapai 1,5 mm), banyak digunakan dalam pengecoran pasir, pengecoran cetakan logam, dan pengecoran die tekanan tinggi.
Aplikasi tipikal: rumah girboks otomotif, braket kolom kemudi, silinder mesin sepeda motor, rumah alat listrik.
2. AZ31B
Komposisi: Al 2,5~3,5%, Zn 0,6~1,4%, Mn ≥0,2%, sisanya Mg.
Karakteristik kinerja:
Kekuatan sedang: kekuatan tarik sekitar 170 MPa, plastisitas yang baik (perpanjangan 8~12%), cocok untuk komponen yang membutuhkan ketangguhan tertentu.
Kemampuan las yang sangat baik: dapat disambung dengan pengelasan TIG dan MIG, sering digunakan untuk komponen struktural yang memerlukan pemrosesan atau perakitan pasca-produksi.
Ketahanan korosi yang lemah: Kandungan Al rendah, dan perlindungan perlakuan permukaan (seperti anodisasi) diperlukan.
Aplikasi tipikal: rangka sepeda, rangka tengah produk 3C, braket perangkat medis.

2. Seri Mg-Al-Mn (seri AM)
Fitur: Mengandung aluminium (Al) dan mangan (Mn), tanpa unsur Zn, ketahanan korosi dan kemampuan las yang lebih baik daripada seri AZ, plastisitas yang lebih tinggi.
1. AM60B
Komposisi: Al 5,6~6,4%, Mn ≥0,28%, sisanya Mg (tanpa Zn).
Karakteristik kinerja:
Ketangguhan dan ketahanan benturan tinggi: perpanjangan dapat mencapai 8~10%, kekuatan tarik sekitar 180 MPa, kekuatan luluh sekitar 85 MPa, cocok untuk skenario dengan beban dinamis atau benturan.
Ketahanan korosi yang sangat baik: Karena Mn membentuk senyawa titik leleh tinggi (seperti MnFe₂Al₈) dengan pengotor seperti Fe dan Ni, kecenderungan korosi antar butir berkurang, dan ketahanan terhadap semprotan garam sekitar 30% lebih tinggi daripada AZ91D (sekitar 150~250 jam).
Kemampuan proses pengecoran: Fluiditas sedikit lebih rendah daripada AZ91D, tetapi kecenderungan keretakan panas kecil. Cocok untuk pengecoran pasir dan pengecoran logam. Pengecoran die tekanan tinggi tidak disarankan (mudah menempel pada cetakan).
Aplikasi tipikal: roda otomotif, rumah kantung udara, pengikat ski, dan interior kedirgantaraan.
2. AM50A
Komposisi: Al 4,5~5,3%, Mn ≥0,28%, dan sisanya Mg.
Karakteristik kinerja:
Kandungan Al lebih rendah: Plastisitas semakin meningkat (perpanjangan dapat mencapai 12%), tetapi kekuatan sedikit berkurang (kekuatan tarik sekitar 160 MPa).
Kemampuan las dan ketahanan korosi yang sangat baik: cocok untuk skenario yang membutuhkan pengelasan yang sering atau kontak dengan media korosif (seperti perangkat keras kamar mandi, aksesori peralatan laut).
Aplikasi tipikal: komponen struktural yang dapat dilas, komponen katup tahan korosi.

3. Tingkatan paduan umum lainnya
1. Sistem Mg-Zn-Ca (ZC63)
Komposisi: Zn 5,5~6,5%, Ca 2,5~3,5%, sisanya Mg.
Karakteristik kinerja:
Kinerja suhu tinggi yang luar biasa: Tingkat retensi kekuatan tarik pada 150~200℃ lebih dari 70%, yang lebih baik daripada seri AZ/AM.
Biokompatibilitas: Unsur Ca memberikan sifat yang dapat terurai dan digunakan di bidang medis (seperti paku tulang yang dapat diserap).
Aplikasi tipikal: komponen mesin tahan panas, implan biomedis.
2. Paduan magnesium unsur tanah jarang (WE43, WE54)
Komposisi: Mengandung unsur tanah jarang (seperti Y, Nd) dan Zr, seperti WE43 mengandung Y 2,9~3,5%, Nd 0,4~1,0%, Zr 0,4~1,0%.
Karakteristik kinerja:
Ketahanan panas ultra-tinggi: Kekuatan tarik dapat mencapai 180 MPa pada 250℃, dan memiliki ketahanan oksidasi yang sangat baik dan digunakan untuk komponen mesin kedirgantaraan.
Ketahanan mulur yang kuat: Tidak mudah berubah bentuk di bawah suhu dan tekanan tinggi, dan cocok untuk rumah turbocharger dan kompartemen rudal.
Aplikasi tipikal: casing mesin pesawat, komponen struktural pesawat ruang angkasa.
Logika pemilihan:
Jika diperlukan akurasi pengecoran kekuatan tinggi + tinggi (seperti komponen berdinding tipis yang kompleks), pilih AZ91D, tetapi diperlukan perlakuan permukaan yang sesuai (seperti pelapisan listrik atau oksidasi mikro-busur) untuk meningkatkan ketahanan korosi.
Jika Anda membutuhkan ketahanan benturan + ketahanan korosi + kemampuan las (seperti beban dinamis atau komponen yang perlu diproses nanti), pilih AM60B, yang cocok untuk komponen sedang dan besar dari pengecoran pasir.
Ringkasan
Pemilihan tingkatan coran paduan magnesium harus berfokus pada lima dimensi inti kekuatan, ketangguhan, ketahanan korosi, suhu operasi, dan proses pengecoran. AZ91D dan AM60B, sebagai tingkatan komersial paling mainstream, masing-masing mendominasi skenario "pengecoran berkekuatan tinggi" dan "ketahanan korosi berkekuatan tinggi", sementara paduan magnesium unsur tanah jarang, seri Zn-Ca, dll. memainkan peran yang tidak tergantikan di bidang khusus (seperti suhu tinggi dan perawatan medis). Dengan lonjakan permintaan untuk ringan di industri seperti kendaraan energi baru dan kedirgantaraan, coran paduan magnesium berkinerja tinggi dan sistem paduannya akan terus berulang dan ditingkatkan.