I. Graus Comuns de Liga de Magnésio para Processamento por Deformação Plástica

Com base em seus principais elementos de liga, as ligas de magnésio podem ser classificadas nos seguintes sistemas:

• Série Mg–Al (Mg–Al–Zn)

• Série Mg–Zn

• Série Mg–Mn

• Série Mg–Terras Raras (Mg–RE)

• Série Mg–Li

  Os graus comuns de liga de magnésio usados para deformação plástica incluem:

  AZ31B, AZ40, AZ61, AZ63B, AZ80, M1C, ME20M, ZK60, ZK61, WE43, WE54, VW84M e LA103.
  Função dos Principais Elementos de Liga
  Alumínio (Al)

  O alumínio é um dos elementos de liga mais amplamente utilizados em ligas de magnésio. Sua solubilidade sólida máxima em magnésio é de aproximadamente 12,7%, formando a fase intermetálica Mg17Al12. O alumínio melhora significativamente a resistência mecânica, resistência à corrosão, capacidade de fundição, fluidez, ductilidade e tenacidade. No entanto, o excesso de teor de alumínio aumenta a suscetibilidade à corrosão sob tensão e a fragilidade.
   

  Zinco (Zn)
   

  O zinco tem uma solubilidade sólida máxima de 6,2% em magnésio. Ele aumenta a resistência mecânica, a resistência à corrosão e a fluidez, e fornece efeitos de endurecimento por solução sólida e endurecimento por precipitação. No entanto, teores de Zn acima de 1% podem levar à fragilidade a quente em temperaturas elevadas. O zinco também é comumente combinado com zircônio ou elementos de terras raras para formar ligas de magnésio endurecidas por precipitação de alta resistência.

  Manganês (Mn)
  O manganês melhora principalmente a resistência à corrosão das ligas de magnésio. As ligas Mg–Mn exibem excelente desempenho de corrosão. O Mn também remove ferro e outras impurezas de metais pesados, impedindo a formação de compostos intermetálicos prejudiciais e melhorando significativamente a resistência à corrosão em água do mar das ligas Mg–Al e Mg–Al–Zn.
  Estanho (Sn) e Prata (Ag)
  A adição de estanho melhora a ductilidade e reduz a tendência de rachaduras a quente durante o processamento térmico. A prata tem uma solubilidade máxima de 15,5% em magnésio e fornece endurecimento por solução sólida, ao mesmo tempo em que aumenta a resposta ao envelhecimento, melhorando assim a resistência em altas temperaturas e a resistência à fluência.
  Zircônio (Zr)
  O zircônio é um poderoso refinador de grão em ligas de magnésio, melhorando a qualidade da fundição e a conformabilidade durante a deformação plástica.
  Ferro (Fe), Cobre (Cu) e Níquel (Ni)
  O ferro é um elemento de impureza crítico que degrada significativamente a resistência à corrosão, mesmo em níveis de traços. Teores de cobre acima de 0,05% e pequenas quantidades de níquel também reduzem severamente a resistência à corrosão, embora possam melhorar a resistência em altas temperaturas. Para aplicações sensíveis à corrosão

  aplicações, o teor de níquel deve ser controlado abaixo de 0,005%. 3/9

  Lítio (Li)

  O lítio tem alta solubilidade em magnésio e fornece endurecimento por solução sólida, ao mesmo tempo em que reduz significativamente a densidade da liga. Ele melhora a ductilidade, mas reduz a resistência e a resistência à corrosão.
  Cálcio (Ca)

  O cálcio tem solubilidade limitada em magnésio e forma a fase Mg2Ca. Pequenas adições reduzem a oxidação durante a fusão e o tratamento térmico, refinam a estrutura do grão, melhoram a resistência à fluência e aumentam a temperatura de ignição.
  Elementos de Terras Raras (RE)

  Os elementos de terras raras se difundem lentamente em magnésio e formam fases finas e estáveis dispersas. As ligas Mg–RE exibem fortes efeitos de endurecimento por solução sólida e precipitação, resultando em melhor resistência à temperatura ambiente, resistência em altas temperaturas e resistência à fluência.
  
   

  I. Processamento por Extrusão de Ligas de Magnésio

  A extrusão é um processo de conformação por pressão no qual um tarugo aquecido é forçado através de uma matriz para obter a forma de seção transversal desejada. Com base na configuração da máquina, as prensas de extrusão podem ser classificadas como horizontais ou verticais.
  
  

   

  Prensas de Extrusão Horizontais

  Em prensas de extrusão horizontais, a direção principal do movimento é paralela ao solo. Os componentes principais incluem o recipiente, a matriz e o pistão. Após o carregamento do tarugo, a pressão é aplicada através do pistão, forçando a liga de magnésio através da matriz para formar o perfil necessário.

  Prensas de Extrusão Verticais
  
  

   

  5/9

  As prensas de extrusão verticais apresentam movimentos e direções de extrusão perpendiculares ao solo. Elas ocupam menos espaço no chão, mas exigem fundações mais profundas. As prensas verticais oferecem vantagens como baixo desgaste, deformação térmica uniforme, excelente estabilidade dimensional e excentricidade mínima do tubo, tornando-as especialmente adequadas para a produção de tubos e perfis ocos.

  Métodos de Extrusão

  Com base na direção do fluxo do material, os processos de extrusão incluem:

  • Extrusão Direta (Para Frente)

  • Extrusão Indireta (Para Trás)

  • Extrusão Combinada

    Na extrusão direta, o metal flui na mesma direção da pressão aplicada, resultando em atrito significativo entre o tarugo e o recipiente. Este processo é amplamente utilizado devido à forte adaptabilidade do equipamento e à qualidade superficial estável. As temperaturas típicas de extrusão de ligas de magnésio variam de 300°C a 450°C.

    Na extrusão indireta, o tarugo permanece estacionário em relação ao recipiente, eliminando o atrito e reduzindo significativamente a força de extrusão. Este método permite maiores taxas de extrusão em temperaturas mais baixas e fornece microestrutura e propriedades mecânicas uniformes, maior rendimento de material e redução de sucata.

    III. Perfis e Aplicações de Ligas de Magnésio Extrudadas
    Os produtos de liga de magnésio extrudados incluem perfis sólidos e perfis ocos. Os perfis ocos exigem projetos de matrizes complexos com canais de fluxo e câmaras de soldagem para reunir os fluxos de metal sob alta temperatura e pressão.

   

  6/9

  Além dos métodos de extrusão convencionais, pesquisas relataram técnicas avançadas, como extrusão assimétrica, extrusão rotativa para trás, extrusão cíclica, extrusão secundária e extrusão de tarugo composto. A extrusão também pode ser combinada com outros processos, incluindo extrusão + forjamento, extrusão + trefilação e extrusão + laminação. Aplicações Típicas

  Ânodos de Sacrifício

  Os ânodos de sacrifício de magnésio extrudados são atualmente um dos produtos de extrusão de magnésio mais amplamente utilizados. Os graus comuns de liga incluem AZ31B, M1C e AZ63B, fornecidos em barras redondas e retangulares.
  Transporte Ferroviário

  As extrusões de liga de magnésio desempenham um papel fundamental no alívio de peso de veículos ferroviários, reduzindo vibrações, ruído e consumo de energia, ao mesmo tempo em que aumentam a capacidade de carga útil. Perfis de liga de magnésio de grande seção transversal, ultra-longos e de alta precisão foram aplicados com sucesso em trens de alta velocidade, incluindo painéis laterais, prateleiras de bagagem, trilhos guia de piso, vigas e membros longitudinais.

  Máquinas Têxteis

  
  
   

  7/9

  Perfís ocos de liga de magnésio são usados em máquinas de tricô por urdidura e leitos de agulhas, reduzindo significativamente a inércia e melhorando a estabilidade operacional durante a operação em alta velocidade.

  Aeroespacial e Defesa
  Em aplicações aeroespaciais e militares, as extrusões de liga de magnésio aproveitam suas vantagens de leveza e desempenho de blindagem eletromagnética.

  IV. Desafios Atuais na Extrusão de Ligas de Magnésio 1. Redução de Custos

  Embora os custos dos tarugos possam se aproximar dos do alumínio em escala, as ligas de magnésio normalmente exigem velocidades de extrusão mais baixas para evitar rachaduras, resultando em maior produção
  
  

   

  8/9

  custos. O desenvolvimento de ligas de magnésio extrudáveis de alta velocidade é essencial para a redução de custos.

  2. Alta Resistência com Alta Produtividade
  Muitos perfis de liga de magnésio atualmente correspondem aos níveis de resistência das ligas de alumínio 6061 e 6063, com alguns atingindo resistências à tração próximas a 500 MPa. No entanto, a produtividade e a conformabilidade ainda ficam atrás das ligas de alumínio. A pesquisa em andamento visa desenvolver ligas de magnésio de alta resistência adequadas para extrusão em alta velocidade, permitindo uma adoção industrial mais ampla.

  Sobre o Suporte Técnico

  Este artigo é fornecido pela Hilbo Magnesium alloy Material co.,Ltd, um fabricante e fornecedor global de materiais de liga de magnésio, incluindo chapas, placas, tubos, barras e perfis extrudados de liga de magnésio...etc.
  Se você tiver dúvidas técnicas sobre extrusão de liga de magnésio, seleção de materiais ou projeto de aplicação, entre em contato com nossa equipe técnica:
  Email: scm@hilbo-mg.com