Introducción a las aplicaciones de aleaciones de magnesio
1.1 Las virutas de magnesio son muy activas y fáciles de quemar a altas temperaturas. Durante el proceso de corte de aleación de magnesio, la mayoría de las virutas de magnesio son magnesio no oxidado y aleaciones de magnesio. Debido a que el magnesio metálico es un material inflamable de primera clase cuando está húmedo, su punto de ignición y su energía mínima de ignición son bajos, y el chip es delgado y pequeño, con una gran superficie específica y es fácil de quemar a altas temperaturas en el aire. .
1.2 El corte a alta velocidad generará altas temperaturas y encenderá virutas de magnesio. En el mecanizado, para aprovechar al máximo el rendimiento de corte de la herramienta y mejorar la eficiencia de producción y la calidad de la pieza de trabajo, generalmente se requiere una velocidad de corte más alta. Sin embargo, el corte a alta velocidad a menudo hace que la temperatura de las virutas de metal alcance hasta 700 °C ~ 1 000 °C 000 °C. Sin un suministro eficaz de refrigerante, la alta temperatura será suficiente para encender el fuego de las virutas de magnesio. .
1.3 La temperatura de combustión de las virutas de magnesio es alta, el fuego se propaga rápidamente y es difícil extinguirlo. Una vez que se produce un incendio en el magnesio, su temperatura de combustión puede alcanzar los 3000 ℃ y su valor calorífico de combustión puede alcanzar los 25 121 kJ/kg. Cuando los chips de magnesio están en forma de polvo, explotarán cuando se mezclen con fuego y aire. Además, dado que el magnesio puede reaccionar con el agua para liberar hidrógeno a altas temperaturas, los agentes extintores de incendios como el agua, la espuma y el tetracloruro de carbono están limitados en los incendios de metales de magnesio. Los agentes extintores de polvo seco y halones no tienen un efecto extintor evidente y sí lo son. difícil de extinguir.
Factores que afectan la temperatura de corte durante el corte de metal
Durante el proceso de corte de metal, el 99% del trabajo consumido por la deformación del corte y la fricción se convierte en energía térmica, que puede expresarse como ( 1):
q total=Q1+Q2+Q3(1)
Donde: Q total——el calor total generado durante el proceso de corte, también llamado calor de corte;
q 1 -El trabajo consumido por la deformación se convierte en calor;
Q2——Se refiere al calor consumido por la fricción entre la cara del rastrillo y la superficie de la viruta;
Q3——El calor consumido por la fricción entre la superficie lateral y el calor de la superficie del chip.
El calor de corte se conduce principalmente a través de virutas, herramientas, piezas de trabajo, fluido de corte (como refrigerante, lubricante) y aire circundante. Sin fluido de corte, la mayor parte del calor se transfiere a través de las virutas.
Protección contra incendios durante el corte de aleaciones de magnesio
3.1 Controlar la velocidad de corte. La generación de calor de corte aumenta en proporción a la velocidad de corte, por lo que la velocidad de corte tiene una gran influencia en la temperatura de corte. En el trabajo real, descubrimos que el calor de corte generado por diferentes velocidades de corte cambiará el color de la película de óxido en la superficie de la viruta. Por lo tanto, la velocidad segura del husillo del torno se puede estimar por el color de la película de óxido al cortar aleaciones de magnesio a diferentes velocidades de corte.
3.2 Elegir correctamente el fluido de corte. A menos que la estructura mecánica en sí sea limitada, el fluido de corte siempre debe suministrarse completamente en el corte con aleación de magnesio para reducir la temperatura de la viruta. Teniendo en cuenta las propiedades químicas del magnesio, la elección del fluido de corte debe evitar el uso de líquidos inflamables, fuertemente oxidantes y con alto contenido de agua para evitar que el refrigerante se queme con virutas de magnesio de alta temperatura o se incendie debido a reacciones exotérmicas.
3.3 Reforzar la supervisión de materiales inflamables y combustibles. El aceite lubricante para procesamiento en frío y el aceite hidráulico, el aceite de guía y el aceite de husillo para máquinas herramienta de precisión son en su mayoría líquidos inflamables y la capacidad de almacenamiento de aceite es generalmente grande. Por ejemplo, el aceite hidráulico de las máquinas herramienta ordinarias pesa entre 20 y 70 kg. Por lo tanto, es necesario fortalecer la inspección y mantenimiento de los equipos en el trabajo diario, mantener el buen estado de las máquinas herramienta y prevenir fugas de aceite. Hule, hilo de algodón hule, etc. Las virutas de magnesio que quedan después de limpiar la máquina herramienta deben limpiarse y aislarse a tiempo.
Extinción de virutas de magnesio
4.1 Está estrictamente prohibido utilizar agua, espuma, tetracloruro de carbono y dióxido de carbono como agentes extintores.
4.2 Se deben utilizar extintores de clase D para virutas de magnesio metálico quemadas. Como 7150, polvo seco tipo D, arena seca, etc. Teniendo en cuenta que los extintores de incendios de polvo seco tipo 7150 y D no son comunes en el mercado nacional en la actualidad, la arena seca es muy dañina para las máquinas herramienta (especialmente las máquinas herramienta de precisión). Según la situación real, el 75% ~ 80% cubre el polvo fundente. y el fundente de eliminación de polvo se rellena con un 75%~80% de polvo de fundente de cobertura y un 20%~25% de polvo de azufre.
4.3 Al extinguir un incendio de virutas de magnesio, se debe mantener una cierta distancia entre la boquilla del extintor y las virutas de magnesio en llamas para reducir el impacto del extintor sobre las virutas de magnesio y evitar que las virutas de magnesio se propague y forme una mezcla explosiva.
Aplicaciones de las placas de aleación de magnesio
① Las placas de aleación de magnesio son materiales indispensables para la industria aeroespacial. Los beneficios económicos y las mejoras de rendimiento que aporta la reducción de peso de los materiales de aviación son muy significativos. Los ahorros en costos de combustible logrados por la misma reducción de peso de los aviones comerciales y los automóviles son casi 100 veces mayores que los de estos últimos, mientras que los ahorros en costos de combustible de los aviones de combate son casi 10 veces mayores que los de los aviones comerciales. Más importante aún, su mayor movilidad puede mejorar en gran medida su efectividad en el combate y su capacidad de supervivencia. Debido a esto, la industria de la aviación tomará diversas medidas para aumentar la aplicación de aleaciones de magnesio. El aluminio que se utiliza actualmente en los aviones representa aproximadamente el 85% del peso total del avión. Las placas de aleación de magnesio de alta resistencia y resistentes a la corrosión tienen un mejor rendimiento que las placas de aluminio y tienen más ventajas en aplicaciones aeronáuticas.
② La aleación de magnesio es un material estructural ideal que puede reducir la calidad de las armas y equipos, lograr armas y equipos livianos y mejorar el rendimiento táctico de las armas y equipos. Las aplicaciones militares, como helicópteros y aviones de combate, deberían utilizarse ampliamente; tanques, vehículos blindados, jeeps militares, armas de fuego, etc. , que puede reducir el sistema de combate integral de un soldado individual a 6,37 kg. Se utilizan placas de magnesio para fabricar casquillos de bala y proyectiles de artillería, duplicando la capacidad de carga de las balas de los soldados individuales.
(3) Aplicación del transporte, como automóviles, trenes, barcos, etc. , puede perder peso, ahorrar energía y reducir la contaminación, y el país lo está desarrollando vigorosamente.
④Ampliamente utilizado en productos 3C.
⑤ En términos de aplicaciones de suministro de energía, los productos de energía de magnesio son todos suministros de energía de alta energía y libres de contaminación, como la fabricación de baterías secas de magnesio y manganeso, baterías de aire de magnesio, baterías de agua de mar de magnesio, fuentes de alimentación de torpedos, baterías eléctricas, etc.
⑥La protección del metal utiliza placas de ánodo de sacrificio de aleación de magnesio de alto potencial.
⑦También se utiliza mucho con fines civiles. Como paneles decorativos de construcción respetuosos con el medio ambiente, artículos deportivos, equipos médicos, herramientas, monturas de gafas de alta gama, cajas de relojes, suministros de viaje de alta gama, etc. Recientemente, la empresa japonesa Ube ha llevado a cabo investigación y desarrollo sobre fundición por compresión semisólida de aleaciones de aluminio y aleaciones de magnesio en máquinas de fundición por compresión. El nuevo proceso semisólido desarrollado por la empresa consiste en: primero, el metal fundido se funde en un horno de fusión y mantenimiento de temperatura controlada de alta precisión y se vierte en un recipiente intermedio para aislamiento a una temperatura ligeramente superior al punto de fusión del la aleación luego, el metal semilíquido en el recipiente intermedio se funde controlando el flujo de aire y la temperatura se ajusta a la temperatura requerida para evitar un enfriamiento excesivo, y luego la suspensión semisólida en el recipiente intermedio se vierte boca abajo; la copa inclinada para mantener la capa de óxido en la superficie del cabezal de extrusión en la copa para evitar que entre en la pieza fundida; luego, el cabezal de extrusión presiona la suspensión semisólida dentro de la cavidad del molde para formarla, solidificándola así en una pieza fundida; bajo presión. Las piezas fundidas producidas mediante este proceso tienen una estructura más densa y mejores propiedades que la fundición por compresión convencional, y pueden formar piezas fundidas más delgadas.
La fundición por compresión, también conocida como forja con matriz líquida, es una tecnología de fundición por conformado de precisión que llena y solidifica metal líquido o semisólido a alta presión. Este proceso mejora efectivamente las capacidades de alimentación y formación de piezas fundidas, tiene las ventajas de evitar o reducir defectos de fundición como poros, mejorar las propiedades mecánicas de las piezas fundidas, tener una amplia gama de aplicaciones y ahorrar energía. En la actualidad, esta tecnología se ha utilizado ampliamente en la producción de importantes piezas de seguridad y alto rendimiento, como automóviles y motocicletas. Tiene importantes perspectivas de aplicación en el futuro cuando los recursos energéticos son cada vez más tensos y los requisitos de rendimiento mecánico son cada vez mayores.
La mejora de los equipos de fundición por compresión es una condición importante para la promoción de la tecnología de fundición por compresión. En la actualidad, hay alrededor de 1.000 prensas hidráulicas utilizadas en la producción de fundición por compresión en varios países del mundo. Los equipos de fundición por compresión especiales avanzados se distribuyen principalmente en países desarrollados como Japón y Estados Unidos, entre los cuales Japón es el más grande. Las máquinas de fundición por compresión se pueden dividir a grandes rasgos en tres tipos: sujeción vertical y extrusión vertical; sujeción horizontal y extrusión horizontal y extrusión vertical; La investigación y el desarrollo de equipos de fundición por compresión se centran principalmente en los siguientes aspectos: (1) El método de fundición por compresión se transforma de la extrusión directa tradicional y la extrusión indirecta al compuesto, que combina las ventajas de ambos métodos y forma una gama más amplia de aplicaciones nuevas. Proceso de fundición por compresión. Otro ejemplo es la combinación de fundición a presión y fundición semisólida para formar tecnología de fundición a presión por extrusión y fundición por extrusión semisólida. (2) El método de vertido y el dispositivo del sistema de vertido se centran en mejorar el nivel de automatización y las condiciones de vertido, desarrollar válvulas de control hidráulicas de alta precisión y sistemas de inyección de control de circuito cerrado y establecer un sistema de vertido dedicado y eficiente. (3) Diversificar las especificaciones de la fuerza de sujeción, mejorar el método de control de presión del sistema de inyección, mejorar su precisión y estabilidad de control y lograr un control preciso del proceso de extrusión.
Con respecto al desarrollo de nuevos productos de fundición a presión, todos los países están siguiendo las siguientes direcciones: (1) Sustituir el proceso de fundición a presión convencional para que tenga una estructura más densa, que pueda tratarse térmicamente mediante tratamiento con solución sólida para mejorar sus propiedades mecánicas o mejorar su resistencia al desgaste y resistencia a las fugas (2) En lugar de moldes de arena y moldes de metal, la estructura interna de la fundición es más densa, el contorno de la superficie es más claro y la precisión dimensional es mayor; (3) Reemplaza la forja, la extrusión en caliente y otros procesos, reduciendo el costo y simplificando el proceso. En los últimos años, el trabajo de investigación sobre compuestos de matriz de aluminio fundido por extrusión ha sido muy activo en todo el mundo. La tecnología de fundición por compresión ha atraído mucha atención porque es el proceso más barato y práctico para preparar compuestos de matriz metálica. Ventajas: ① Baja densidad, 1/3 más ligero que el aluminio y mayor resistencia específica (relación entre resistencia a la tracción y densidad) que la aleación de aluminio; ② Alto límite de fatiga; ③ Puede soportar una mayor carga de impacto que la aleación de aluminio; ④ Buena conductividad térmica; rendimiento de fundición; ⑥ buena estabilidad dimensional; ⑦ fácil de reciclar; ⑧ buena procesabilidad; ⑧ buen rendimiento de amortiguación de vibraciones; ⑩ superior a los plásticos de ingeniería en muchos aspectos y puede reemplazar a los plásticos de ingeniería en queroseno. Tiene alta resistencia a la corrosión en gasolina, aceite mineral y álcali.