» » Магниевые сплавы
23.04.2015

В качестве основных компонентов, входящих в магниевые сплавы (электроны), служат алюминий, марганец и цинк.
Алюминий повышает механические свойства сплава, но одновременно уменьшает его коррозионную стойкость. Так как алюминий обладает малым удельным весом и в то же время является одним из лучших упрочнителей, то он присутствует в большинстве магниевых сплавов.
Алюминий образует с магнием твердый раствор, причем в условиях комнатной температуры его растворимость в магнии доходит до 6%. При эвтектической температуре (436°) растворимость алюминия достигает 12,5%. В магниевых сплавах, применяемых промышленностью, содержится от б до 11;% Al.
Марганец в небольших количествах (до 0,5%) улучшает механические свойства магниевых сплавов и значительно увеличивает их коррозионную стойкость; кроме того, марганец повышает жаростойкость сплава. Растворимость марганца в магнии при эвтектической температуре достигает 3,2%. С понижением температуры растворимость сильно понижается, доходя до 0,2% при 400° С.
Цинк улучшает механические свойства сплава, но значительно уменьшает его коррозионную стойкость. Содержание цинка до 0,8% повышает жидкотекучесть обычных сплавов магния (содержащих 6—10% Al и 0,15—0,5% Mn); добавки цинка более 2% вызывают красноломкость сплава.
Кремний. Небольшое количество кремния (до 0,5%) усиливает жидкотекучесть сплава, но ухудшает его коррозионную стойкость.
Бериллий в ничтожных количествах (0,02—0,05%) повышает коррозионную стойкость магниевых сплавов, уменьшает их химическую активность с кислородом в расплавленном состоянии и ослабляет образование нитридов с азотом воздуха.
Способность магния образовывать твердые растворы с алюминием и марганцем и увеличение растворимости одного металла в другом при повышении температуры послужили основанием для применения к магниевым сплавам термической обработки. Закалкой отливок из магниевых сплавов можно сохранить наибольшее количество алюминия и марганца в растворе с магнием и этим значительно повысить механические свойства сплава.
Однако детали, отлитые под давлением, редко подвергают термической обработке, опасаясь образования в них пузырей при нагреве, вследствие роста воздушных включений.
В табл. 40 приводятся данные о магниевых сплавах, применяющихся в советской промышленности для литья под давлением.
Магниевые сплавы

He уступая алюминиевым сплавам по своим механическим свойствам, магниевые сплавы обладают по сравнению с ними следующими преимуществами:
1) малым удельным весом;
2) хорошей обрабатываемостью резанием с получением гладкой блестящей поверхности;
3) не реагируют с металлом формы, благодаря чему они не прилипают к форме.
Однако технология литья магниевых сплавов значительно усложнена вследствие:
1) большого сродства их с кислородом и способности загорания при непосредственном контакте с атмосферой; этот недостаток устраняется плавкой металла под слоем флюсов, а также содержанием его под флюсом в раздаточной печи;
2) необходимости применения более высоких удельных давлений порядка 700—1000 кг/см2, что может быть осуществлено только на современных гидравлических машинах с холодной камерой сжатия;
3) особых требований к конструкции (увеличенная конусность, обтекаемость, плавные переходы, более значительные радиусы закруглений, усиление отливки ребрами жесткости);
4) невысокой прочности в горячем состоянии, что требует быстрого снятия отливки со стержней, причем удаление стержней должно производиться без резких толчков и помех;
5) увеличения сечения всех элементов литниковой системы и возможное сокращение их длины;
6) повышения скорости прессования;
7) повышенной температуры формы;
8) необходимости смазки стержней и выступающих частей формы через пять-шесть отливок воском с обдувкой избытка воска сжатым воздухом;
9) раздачи металла не черпанием, а наполнением ложки при наклоне печи или бесковшевой заливкой.
Отливки подвергаются термической обработке, состоящей из высокого отпуска при 300° с выдержкой 2 часа.
После пескоструйной очистки проверяют наличие флюсовых включений (хлоридов), являющихся очагом коррозии. Для этого отливки промывают в течение 15 мин. в кипящем 2%-ном содовом растворе с последующей промывкой в горячей и холодной воде.
Вторая промывка производится в 20%-ном растворе хромового ангидрида в течение 15 мин. с последующей промывкой в дистиллированной воде.
После этого детали выдерживают в камере с влажностью 95% (при +25°) в течение 48 час. для выявления мест, пораженных флюсами, которые в этих условиях корродируют.
Детали, отлитые из магниевых сплавов, должны подвергаться обработке химическими способами антикоррозионной защиты.
Защитные покрытия. Для повышения коррозионной стойкости магниевых сплавов применяется оксидирование в бихроматно-азотнокислой ванне. Оксидировочная ванна содержит 20%-ную азотную кислоту с добавкой 16% бихромата щелочных металлов. После протравливания отливку тщательно прополаскивают в холодной воде, затем погружают на короткое время в горячую воду, прогревают и быстро высушивают на воздухе.
Отливкам, которые нельзя протравливать, не искажая размеров, можно придать достаточную коррозионную стойкость, кипятя их в течение 1—2 час. в 3%-ном водном растворе щелочного бихромата.
При наличии защитного покрытия магниевые сплавы достаточно устойчивы против коррозии в сухопутных условиях и широко применяются в авто- и моторостроении и оптико-механической промышленности.