产品轻量化的秘密「镁合金」

通常在感知认识上，坚固同轻薄是矛盾的，一般厚重会被认为可靠耐用，而轻薄会被认为易损坏和不耐久。厚重的材料和结构会产生更多的碳足迹及耗费更大的成本。但随着新材料技术和新工艺的发展，轻薄也可以坚固。

轻薄的产品意味的更低的成本和更优的用户体验，特别在汽车行业、移动设备及可穿戴产品行业。所以在满足产品结构强度的前提下，产品「轻量化」变的尤为重要。目前工程材料主要为塑料和金属。塑料的轻量化手段主要有高强度复合材料、气体辅助注塑和微发泡成型技术。 而金属材料的产品轻量化首选手段当属「镁合金」的应用了.

实用金属中最轻金属之名：无疑当属「镁合金」.

镁合金是以镁铝为基础的合金。

材料拥有金属的性能，而重量不到钢的1/4( 镁合金密度1.8 g/cm3，钢密度7.8 g/cm3 )，只比塑料（聚碳酸酯密度1.2 g/cm3）稍重，比强度最高，是设计高强度轻量化产品的绝佳材料. 在高端电子产品、汽车行业、航天航空领域有广泛应用.

熔 点： 650℃

密 度： 1.8 g/cm3 （实用金属中是最轻的金属）

常用牌号： AZ91D 、AM60B

成型工艺：压铸

表面处理：钝化，喷涂，电泳，电镀.

镁合金除了密度小，强度高的典型特点外，还具有散热性能好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好等优点。

本身无磁性、电磁屏蔽性好，无毒， 可100%回收利用.

镁合金铸件稳定性高，加工尺寸精度高，可进行高精度机械加工。

镁合金熔点比铝合金熔点低，具有良好的压铸成型性能，压铸件壁厚最小可达0.5mm。镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当，一般可达250MPA，最高可达600多Mpa。屈服强度，延伸率与铝合金也相差不大。

但镁合金线膨胀系数较大（25～26 μm/m℃），在大尺寸且要求精度高，使用环境温度变化剧烈的设计场所谨慎使用.

AZ91D是最常用的镁合金型号，属于Mg-Al-Zn系，除强度高轻量化耐腐蚀外，拥有优良的压铸工艺性能，广泛应用于电子产品外壳及内部支撑骨架设计. 表面处理可电泳、喷涂，用于内部骨架时一般只做清洁钝化 .

壁厚最小设计值0.5mm.

成 分 比：Al ( 8.3-9.7% ) Zn ( 0.3-1% ) Mg ( 余量 )

熔 点： 596℃

导热系数： 72

密 度： 1.82 g/cm3

屈服强度： 160 Mpa

抗拉强度： 240 Mpa

弹性模量：45 Gpa

硬 度：96HV

伸 长 率： >3%

冲击应力：6-9

成型工艺：压铸

单 价 约：130元 /千克

头显外壳采用镁合金AZ91D，高强度材料可对内部昂贵的光学系统和传感器系统做强化保护；因为内部电子系统发热量大，金属外壳可以更好的导热散热；电磁屏蔽性佳，3C产品的外壳需要能够提供优越的抗电磁保护作用，而镁合金外壳能够完全吸收频率超过100db的电磁干扰。

屏幕转轴稍微向前移，后面留出散热机构的空间，让机器整体比前代薄了 25%。新机身由镁合金和铝合金组成，让它拥有比前代更好的结构强度。

以镁合金支架为骨架，固定光学系统及传感器组件，金属材料可以保证组件的尺寸稳定性，同时可将传感器产生的热量传导出去，保证系统的性能稳定性.

镁合金的密度虽然比塑料略重，但是单位重量的强度和弹性率比塑料高（比强度），所以在同样的强度需求的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料薄而轻. 镁合金比强度（强度/质量）最高。比刚度（刚度/质量）接近铝合金和钢，远高于工程塑料。

AM60B属于Mg-Al-Mn系, 本身特点除高强度及铸造性能优秀外，更有卓越的延伸性和能量吸收特型；拥有相对更高的抗拉强度，在运动和持续受的情况下不容易断裂 . 多用于运动部件设计.

成 分 比：Al ( 5.5-6.5% ) Mn ( 0.24-0.6% ) Mg ( 余量 )

熔 点： 615℃

导热系数： 62 W/(m.K)

密 度： 1.78 g/cm3

屈服强度：130 Mpa

抗拉强度： 225Mpa

弹性模量： 45 Gpa

硬 度：88HV

伸 长 率： >8%

冲击应力：17-18

成型工艺：压铸

单 价 约：160 元 /千克

小米平衡车骨架及转动杆采用镁合金，在保证轻量化坚固的同时，还可应对运动及振动时的持续外力冲击. 在相同载荷下，减振性是铝的100倍，钛合金的300～500倍。

在弹性范围内，镁合金受到冲击时，吸收的能量比铝合金大一半，所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。

轻量化的体积重量比，优良的吸振性能，使镁合金是制作户外运动器械的优选材料. 在高端自行车产品中有广泛应用。

轮毂采用镁合金材料

汽车领域

汽车制造通常是铝合金＋镁合金，复合使用. 据调查，汽车燃油60%用于汽车自重消耗，所以轻量化一直是汽车行业的研究重点，镁合金在汽车行业有广泛的应用，如轮毂，方向盘及各种支架和壳体等. 同时塑代钢，铝代钢及碳纤维也是汽车轻量化的研究重点. 近年来塑料微发泡技术也得以广发应用。

1945年设计，双涡喷发动机，几乎全镁合金结构，高抗冲击能力. 现在看来也是十分科幻的设计。

对于镁合金的表面处理，目前主要是原色钝化和喷涂，资料显示可做阳极氧化，但市场上很少看到直接氧化的外观件，如果有请留言，以便共同学习。

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