镁锂合金介绍TGMT_Company_and_Product_Presentation

台灣綠色金屬科技股份有限公司鎂鋰合金介紹Mg-LiOverviewandIntroductionDate:Presenter:vivienne關於鎂鋰合金Mg-LiAlloy鎂鋰合金為實用化金屬材料中密度最低之結構材料，其比重小於1.6，比傳統鎂合金低約15%，而與工程塑膠則約略相等。鎂的密度僅為1.738g/cm3，而鋰的密度更低至0.534g/cm3，故鎂鋰合金因鋰含量的增加而密度隨之降低。1.當鎂鋰合金中的鋰含量低於5.7wt%時，尚屬αphaseHCP的晶體結構。2.但鋰含量高於11.5wt%時，屬βphaseBCC晶體結構，和傳統的鋼鐵材料類似，具有極優良的常溫加工特性。3.若鋰含量介於5.7~11.5wt%之間，則為α+β雙相合金，密度約為1.60~1.35g/cm3，其機械物理特性幾可依著兩相之量的消長而改變，可視應用需求功能而設計。材料優勢UniqueProperties1.Ultra-Light超輕2.Thinner超薄3.HighStrength高強度4.LessAnisotropic異向性低5.HighDampingCapacity高制震能6.EMIComparison優異電磁屏蔽效應7.Recycling100%回收LightToughTouflyKeyFeatures1–超輕UltraLightMaterialsLZ91AZ91DCarbonFiberKevlarFiberDensity(g/cm3)1.481.811.55-1.751.44It’sthelightestamongmetalscommercialproduced.TheLZ91representsanewgenerationofverylightmaterialofmetal,almostsametothedensityofthecarbonfiber.鎂鋰超輕金屬，其密度與碳纖維、工程塑膠等相若。LZ91CarbonFiberequal1.481.55KeyFeatures2–超薄ThinnerMaterialsLZ91MgAlloyAZ31BAluminumAlloyThickness(mm)t0.03t0.5mmt0.3mmThethicknesswesuggest:SpeakermembraneMobilePhoneCameraNotebook0.03-0.2mm0.25-0.3mm0.4-0.6mm0.4-0.6mmFrom:–高強度HighStrengthPropertiesStrength降伏強度(MPa)LZ91-O抗拉強度(MPa)LZ91-O降伏強度(MPa)AZ31B抗拉強度(MPa)AZ31Bparallelrolling平行壓延方向90129159237verticalrolling垂直壓延方向9311820125545degreesrolling45度壓延方向89125230248(1)Mg-9LiAlloy原素材整體強度會較AZ31B為差，但較軟材質方便更複雜的成型設計，加上合金經冷作成型(加工硬化)後其強度會提升，故整體工件結構強度也會隨之增強。(2)AZ31B強度高但異向性明顯(即各方向的機械性能相差極大，有礙塑性成形與尺寸穩定性)。其強度易造成在成型過程中破裂。AZ31B必須採高溫沖壓，無加工硬化效應，且造成(熱)應力殘留，即使板材完成看起來很好，但可能經過3個月半年即開始翹曲變形。超薄VS超強αphaseHCPαβαβαα鎂鋰合金晶體結構一般鎂合金晶體結構(ex.AZ31B)1.變形時，軟硬雙相之間的牽絆，將促使均勻變形。2.板材的層狀組織，增加雙相的契合度，改善強度。3.層狀組織加強電磁屏蔽效應和提高制震能。1.退火後呈方向性結晶，致異向性明顯。2.高溫成形後的殘留內應力，會隨時間釋放，致尺寸不穩定。3.材料若發生重熱或過熱時，將導致材質劣化而難以成形。α+β雙相合金αααα抗拉試驗應力應變曲線020406080100120140160020406080100RTIn-situ50℃In-situ100℃In-situ150℃In-situ200℃stress[MPa]strain[%]圖為鎂鋰合金冷輥軋之後在不同溫度下的抗拉試驗應力應變曲線,室温拉伸試驗後呈層狀組織100℃拉伸試驗後晶粒會細化RDTDND0°45°90°軋延面KeyFeatures4–異向性低LessAnisotropicElongation%LZ91-O%AZ31B%parallelrolling平行壓延方向45.619.5verticalrolling垂直壓延方向56.918.545degreesrolling45度壓延方向51.930.6AZ31BAnisotropicProblemStressStrainfracture8%distortion1%distortionLZ91高延伸性(幾無異向性，適合複雜形狀工件的成形應用)，最能滿足輕量結構的設計。KeyFeatures5–高制震能HighDampingCapacity材料鈦α-Ti鋁鎂合金5052-O鎂鋁合金AZ31-H鎂鋰合金LZ91-H紙Paper內耗係數0.0020.0020.004~0.010.04鎂鋰合金鋁合金具有將動能消彌於無形的特性，適用於手工具，汽車座椅框架及3C動態構件等應用。KeyFeatures6–EMI比較EMIComparison量測頻率鎂鋰合金(LZ91)Mg-9Li-1Zn鎂鋰合金(LZA911)Mg-9Li-1Zn-0.6Al鎂合金(AZ31)Mg-3Al-1Zn鎂合金(AZ61)Mg-6Al-1Zn300MHz-61.63dB-57.72dB-42.46dB-44.17dB900MHz-54.63dB-54.69dB-46.48dB-40.43dB1.8GHz-66.26dB-59.92dB-29.59dB-62.34dB2.45GHz-79.14dB-77.30dB-52.34dB-62.13dBKeyFeatures7–回收100%RecyclingTherecoveredmetalresourcesarebroughtbackintosocietyasnewbornproductssuchasaccessories,electricsubstrates,films,electricalwires,andsoforth.AluminumAlloyCarbonFiberRatingMaterialsPlasticsLZ91Recycling100%適用產品ProductsProductApplicationFieldMobilePhone手機Housing外殼InnerFrame內框DigitalStillCamera數位相機Housing外殼InnerFrame內框Note-BookLCDCoverLCD外殼InnerFrame內框,HeatSink散熱片,HardDiskHousing磁碟機外殼,LCD,Chaise鍵盤框架,KeyboardFrameDigitalVideoCamera數位錄影機InnerFrame內框Projector投影Housing外殼InnerFrame內框,OpticalEngine光機引擎LCDTVHousingFrame外框HeatSink散熱器Mp3Player/PortableHousing外殼1–沖壓良率高HighYieldRateEnablingsupplyofcoilssuitableforbetterproductivityandhighyieldrateofpressprocess.PassFailPassFailStampingDieCastingManufactureLZ91AZ91DAZ91DAZ31BProcessStampingDieCastingThixomoldingStampingYieldRate90%60%70%60%2–成型性佳ExcellentFormabilityLZ61,LZ91,LZ101的臨界引伸值均大於2，與一般引伸用金屬板1.8~2.2相當。LDR(LimitingDrawingRatio)乃是指板材在引伸時，不發生缺陷的最大胚料外徑與沖頭尺寸之比值。AlloysAZ31LZ61LZ91LZ91LZ101Thickness0.70.60.60.280.17Rmin(mm)630.30.10.1最小彎曲半徑試驗沖壓後回彈特性於商用金屬中最佳•彈性係數越小，回彈量越大。•彈性係數越小，耐凹壓性越好。材料彈性係數(GPa)鑽石900鋼鐵200鈦合金103鋁合金75鎂鋁合金45鎂鋰合金43LZ91合金可在最小厚度上，達到最精細之R角ComparativeProcessesProcessIndexDieCasting壓鑄Thixomolding半固態射出PressForging擠鍛DiePress沖壓Surfacequality外觀有殘存熔湯匯流紋路幾無熔湯流線，外觀質感較佳。非鑄造件，外觀表面質感極佳。非鑄造件，外觀表面質感極佳。Internaldefects內部缺陷殘留氧化物、脫模劑雜質、氣泡空孔…亦存在著相同的鑄造缺陷，僅是量的多寡而已。鍛軋板材，無因鑄造時熔湯於傳輸凝固過程所夾雜的各樣缺陷。鍛軋板材，無因鑄造時熔湯於傳輸凝固過程所夾雜的各樣缺陷。Densification組織緻密性(熱傳導性)差好佳佳Bossesforboltedsections螺柱或肋等強化突出物有有有無Productivity生產速率慢較慢快最快YieldRate良率50%70%95%95%Thecostofsurfacefinishing表面處理費用最高高低低我國的鎂合金產業大多採用壓鑄及半凝固射出成形的製程，並以生產3C產品為主要應用。綠金是唯一可以利用沖壓成形鎂合金的公司，良率高達95%以上，不僅成本與廢料大幅降低，廢料回收費也少了一半支出。TheAdvantagesofMPHighyieldrate高良率Highproductivity高產能50%CostSavinginManufacturing減少50%製程成本ComparedwithDiecastingandthixomolding,thecostsavingsinmanufacturing.(ex.Sheetstamping)areestimatedtobearound50%becauseof90%highyieldrate•Reducingmaterialconsumption減少耗料•Excellentmachinability-rapidsheetstamping,press-formingandforging機械性能及成形性佳•ContinuousWarmFormingprocess常溫成形加工•Makingthebossandribbyforgingdirectly直接鍛肋•Excellentcuttingpropertiesreducingtoolingcosts切削性佳：切削阻力僅有鋁材之半，可縮短加工時間及機械耗損。•Excellentformability--LDR•Fillingandbuffingisunnecessarytocoverupsurfacedefects.無需三補三塗，減少後製程成本綠金技術優勢THEADVANTAGEOFMP表面處理印刷噴塗精密電腦噴塗電鍍蝕刻微弧陽極數位印刷表面處理蝕刻蝕刻仿噴砂效果之coating(日系)仿噴砂效果之coating(日系)仿噴砂效果之coating仿噴砂效果之coating成型技術SHAFTSPINDLE立體圖紋滑蓋手機HINGE相機腳架雲座RIB&BOSS成型技術(四大件)鎂合金比較表LZ91與AZ系列材料特性比較OperationSavingwithToufly(LZ91)RemarksManufacturingS