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超輕金屬材料鎂鋰合金 難加工成推廣瓶頸

時間:2013年12月13日瀏覽:160次轉載:盤古工業新聞網收藏分享:
NEC個人電腦公司(NECPC)的筆記本電腦“Lavie Z”因875g的超輕重量成為話題。為其輕量化做出重要貢獻的材料是全球首次在商業產品中采用的鎂鋰合金。Lavie Z的新一代產品采用了更薄的鎂鋰合金底板,從而進一步減輕了產品重量。

這種鎂鋰合金的楊氏模量跟AZ91差不多,但密度只有1.36g/cm3,比AZ91輕大約25%。其實,這種合金在1960年代就已經出現了,但由于很難加工而未實現商業化應用。但是,鎂鋰合金此次成功應用在量產產品上之后,今后其用途的擴大令人關注。 

柔軟和析出物是瓶頸 

與NECPC一起使這種不為人所知的合金實現實用化的是日本Kasatani公司(總部:大阪市)。鎂鋰合金之所以難加工,是因為它很柔軟。與作為延展材料使用的AZ31相比,鎂鋰合金比較容易彎曲和拉伸,但正因為柔軟,也容易產生折痕和裂縫。 


另外,鋰的表面與空氣中的水分發生反應、會生成氫氧化鋰(LiOH)析出,使其表面就像撲了粉一樣,而且,析出的LiOH跟模具的潤滑油混合凝固,會引起成型不良。

于是,Kasatani在沖壓加工之前進行了抑制LiOH析出的特殊處理。技術詳情并未公布,只了解到是從這一預處理工序,一直到清洗、沖壓進行連續處理,最終實現了鎂鋰合金的沖壓加工。

不過,只是順利實現沖壓加工,還不能實現鎂鋰合金的實用化。沖壓后,還要通過鈍化處理提高耐腐蝕性,然后再涂裝,但“如果不對條件進行優化使從沖壓到涂裝的一系列處理獲得平衡,就無法制造”(Kasatani開發技術統括部副部長玉井賢二)。因為前工序的條件和處理液一旦發生改變,就會影響到后工序的加工質量。

因此,表面處理廠商也根據專為此次鎂鋰合金開發的鈍化處理和涂料,優化了沖壓條件。借助Kasatani等供應商的通力合作,最終實現了鎂鋰合金的實用化。

實際上,鎂鋰合金由于含有昂貴的Li,材料成本高達“普通Mg合金的數倍”(Kasatani)。但另一方面,鎂鋰合金具有能夠冷壓的特點。雖然材料成本高,但在Mg合金中最輕、可通過冷壓降低加工成本,這些優點使鎂鋰合金能夠與其他Mg合金一較高下。

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