Booosting 19april11_Nieuwe Materialen_Ivo van Galen mifa_ magnesium

Magnesium als constructiemateriaal

1. Wat doet Mifa (hier) eigenlijk?

2. Is magnesium een nieuw constructiemateriaal?Geschiedenis en toepassingen

4. Productiewijzen magnesium delen

5. Corrosiebescherming en coating magnesium

6. Toepassingen magnesium

3. Magnesium en magnesium legeringen

Wat doet Mifa (hier) eigenlijk?

Magnesium – Geschiedenis en toepassingen

- 1755 ontdekt als chemisch element

- Ontwikkeling diverse raffinage processenperiode 1808-1896

- 1920 start grootschalige productie vanmagnesium in Duitsland

- 1920-1945 brede toepassing magnesium indiverse applicaties

- Na 1945 sterk afname productievolume magnesium en sterke afname toepassingen

- Sinds ca 2000 sterke toename productie enverkrijgbaarheid en toepassing magnesium.

1940. Northrop XP-56. Praktisch volledig uit Mg vervaardigd

1965. Magnesium behuizing grasmaaier

Is magnesium een nieuw constructiemateriaal

?


Legeren van magnesium met andere elementen is essentieel om een hogere sterkte te bereiken.

“Magnesium has a tendency to alloy with all elementsthat are rare or expensive”

Legeringen van magnesium bevatten vaak exotische elementen zoals Yttrium, Neodesium, Scandium etc

Er zijn ook legeringen met bekende legeringelementen, aluminium, zink, zirkoon etc.Deze zijn vanuit kostprijs interessanter


Meest voorkomende legeringselementen magnesium

A= Aluminium M=MangaanC= koper K=ZirconiumW=Yttrium Z= Zinc

Meest voorkomende legeringgroepen

AZ – groep: gelegeleerd met aluminium en zink

ZK - groep: gelegeerd met zink en zirconium

ZW - groep: gelegeerd met zink en ytrium


Legering Rm(trekspanning in

N/mm2)

Rp0,2

(Rekgrens in

N/mm2)

A50 (%)

(Rek)

Aluminium (EN 755-2)

6063 T6 215 170 6

6061 T6 260 240 8

6082 T6 310 260 8

Magnesium

AZ31-F 255 200 12

AZ61-F 305 205 16

Voorbeeld mechanische eigenschappen


Dikte Buigsterkte Stijfheid Gewicht

Voor gelijke dikte

1025 staal 100 100 100 100

6061 T6 100 97,2 34,5 34,5

AZ31B 100 47,2 22,4 22,5

Voor gelijke buigsterkte

1025 staal 100 100 100 100

6061 T6 101 100 35,8 34,8

AZ31B 146 100 69,2 32,9

Voor gelijke stijfheid

1025 staal 100 100 100 100

6061 T6 143 199 100 49,2

AZ31B 165 129 100 37,2

Voor gelijk gewicht

1025 staal 100 100 100 100

6061 T6 290 817 841 100

AZ31B 444 930 1962 100

Vergelijking constructiematerialen

3. Productiewijzen magnesium producten

Gieten

- Zandgieten, grote gietstukken bv apache

- Drukgieten, veel toegepast voor automative (AZ91)

- Precisiegieten, niche markt voor high tech components

Walsen

- Productie plaatmateriaal, platen / behuizing t.b.v. raketten en vliegtuigen

Extrusie

- Productiewijze al lang bekend, door recente ontwikkelingen in extrusietechnologie in opkomst


Magnesium Extrusie Mifa Aluminium

Waarom:-Er zijn weinig aanbieders, het is een specialisme idem aan precisie extrusie Mifa- Toenemende vraag uit markt- In sommige gevallen alternatief voor het andere lichtmetaal aluminium

Toleranties Vanaf ± 0.015 mm

Min. hoeveelheid Vanaf 10 kilogram (proto)

Min. wanddikte 0.3 mm

Profiel gewicht Vanaf 3 gr/m tot 10 kg/m

Profiel afmetingen Diameter 3 tot 180 mm


Profiel t.b.v. een Skeeler middels extrusie

Profiel t.b.v. een weefmachine (textiel) middels extrusie



Onderdelen racefiets middels spuitgieten

http://store.gocycle.com/product_p/1119.htm


Magnesium heeft net als aluminium in veel gevallen een coating nodig ivm slijtvastheid en corrosiewering

Magnesium is voor toepassingen in alkalische bereik (betonindustrie) ongecoat in te zetten ivmpassieve karakter.

Magnesium ongecoat oxideert in sommige gevallen en krijgt dan een matte grijze/bruine kleur

Aluminium Magnesium

Conversielagen Conversielagen

Geel chromaat Magpass Blank chromaat -

Anodische oxidatie

Normaal /hard anodisatie Anomag

Plasmachemische oxidatie

Keplacoat Magoxid

Keronite Keronite

Galvanische coatings

Chemisch nikkel Chemisch nikkel

Chemisch nikkel zwart Chemisch nikkel zwart

Goud/zilver/zink/tin Goud/zilver/zink/tin

Nedox NH1 Nedox NH1

Metaal spuiten

Diverse metalen Diverse metalen (veelal Al of Zn)

Lak

Diverse lakken Diverse lakken / Silacoat


Opsomming diverse coatings Alu en Mg


Dichtheid

Magnesium is het lichtste metaal met praktische toepassingen.

Het specifieke gewicht van magnesium is 1,74 g/cm3, dit is 2/3 van het specifieke gewicht van aluminium,

1/3 van het specifieke gewicht van titaan, en 1/4 van het specifiek gewicht van ijzer.

Specifieke sterkte

Indien per massadichtheid wordt gekeken, is de stijfheid van magnesium

in vergelijking met staal en aluminium beter.

Absorptie van vibraties

Indien magnesium aan trillingen onderhevig is zal de trillingsenergie opgenomen worden

door het magnesium en omgezet worden in warmte welke aan de omgeving weer wordt afgestaan.

Met name puur magnesium geeft hierbij het beste effect.

Verspaning

Magnesium is uitermate goed te verspanen.

Het verspaningsnivo van aluminium ligt 1,8 keer hoger en dat van staal 6,3 keer hoger.

Besparingen in energie en apparatuur zijn goed mogelijk bij magnesium.

Deukgevoeligheid

Magnesium heeft in vergelijking met andere materialen een lage deukgevoeligheid.

Het materiaal veert bij vervorming in het merendeel van de gevallen terug naar de oorspronkelijk positie.

Recycling

Magnesium en magnesium legeringen zijn zeer goed te recyclen en milieuvriendelijk.

Toepassingsgebieden magnesium extrusies

• Structurele componenten tbv lucht en ruimtevaart industrie

• Snel bewegende componenten in computers, textiel-, print- en verpakkingsmachines.

• Behuizingen of stootstrips hiervan voor luchtvaart en militaire componenten, of koffers en

bagagecontainers

• Sport hulpmiddelen, tennisrackets, skates, etc

• Invalide hulpmiddelen, rollater, rolstoel

• Bouwindustrie ???


Booosting 19april11_Nieuwe Materialen_Ivo van Galen mifa_ magnesium

Technology

Transcript of Booosting 19april11_Nieuwe Materialen_Ivo van Galen mifa_ magnesium