(a)自燃温度为1105℃,但不会燃烧,只会沸腾。(b)拉伸屈服强度超过市售镁合金的2倍。(c)比屈服强度(屈服强度除以比重)高于耐热铝合金。
常温下的强度也比较高,拉伸屈服强度约为460MPa,相当于高强度铝合金“超高强度硬铝(7075)”〔图2(b)〕。综上所述,不燃镁合金不仅不会燃烧,而且机械强度优良。
不燃镁合金是以一种合金为原型开发而成。那就是河村从大约2000年开始进行开发的“KUMADAI耐热镁合金”。这种合金添加了大约2%的钇(Y)和1~2%的锌(Zn),自燃温度最高为940℃。不仅具有耐热性,而且耐腐蚀性和强度优良。
在常温下,比屈服强度高达超高强度硬铝的1.3~2倍左右。高温特性出色也是一大特点,比如说,200℃下的比屈服强度远远高于市售的耐热铝合金(铝合金)和市售的耐热镁合金〔图2(c)〕。
KUMADAI耐热镁合金按照制造方法可以分成两类。一类是通过快速凝固制造的“淬火耐热合金”。另一类是对铸锭材料进行挤压加工的“铸造耐热合金”。前者利用薄带连铸法,使熔融金属快速凝固制造合金薄片,在压实进行预成型后,再通过挤压加工制造。制造过程虽然麻烦,但就像后面介绍的一样,这种合金具有很多的优良特性。另一方面,后者与淬火材料相比,特性虽然略差,但拥有制造方法简单的特点。
丸笑制作所目前通过订货生产的方式,供应使用不燃镁合金的螺丝。面向的用途是结构物,产量还比较小。但以此为契机,这种材料也有可能推广到其他用途。
应用于活塞和涡轮等
熊本县的不二轻金属也在开展KUMADAI不燃/耐热镁合金业务。用途广泛涉及医疗、飞机、铁路、航空航天、休闲度假等各个领域,汽车当然也有希望采用。在车用部件方面,该公司认为这种材料可以应用于活塞和涡轮增压器的压缩机轮等,已经试制出了锻件(图3)。
图3:试制的活塞
不二轻金属制作的锻件。
图4:KUMADAI不燃/耐热镁合金的材料样品
能够以坯料、挤压棒料的形式供应。
普及面临的一个课题是降低成本。现在,不二轻金属提供的样品的价格高达6万日元/kg(图4)。该公司正在为量产验证工厂的全面投产进行准备,在今后,样品价格预计将降低到1万日元/kg左右。(记者:久米秀尚,《日经汽车》