Sinkkiseos vs. alumiiniseos vs. magnesiumseos: Magnesium: Kattava vertailu

Nykyaikaiset teollisuudenalat tukeutuvat vahvasti metallurgiaan, koska metalliseokset toimivat peruselementteinä nykyaikaisten teollisuustuotteiden valmistuksessa. Tuotantotoiminnan tulos riippuu suuresti valitusta metalliseoksesta, koska valinta määrittää sekä tuotteen toimivuuden ja kestävyyden että tuotantokustannukset. Sinkki, alumiini ja magnesium muodostavat tunnetuimman metalliseosryhmän, koska ne tarjoavat poikkeuksellisia ominaisuuksia ja monipuolisia teollisia käyttötarkoituksia.

Näillä seoksilla on yksilöllisiä etuja, jotka mahdollistavat niiden käytön erilaisissa teollisissa sovelluksissa. Sinkkiseokset ovat erinomaisesti valettavissa ja poikkeuksellisen lujia, mikä tekee niistä ensisijaisen materiaalin painevalusovelluksiin. Ilmailu- ja avaruusteollisuus, autoteollisuus ja rakennusteollisuus luottavat alumiiniseoksiin, koska ne tarjoavat kevyttä materiaalia, joka kestää korroosiota. Kolmas seosryhmä, magnesium, on kevyin materiaali, jolla on poikkeukselliset lujuus-paino-ominaisuudet, mikä edistää sen käyttöä ilmailu- ja avaruusalalla ja lääkinnällisten laitteiden sovelluksissa.

Seoksen valintaan vaikuttavat erilaiset tekijät, jotka liittyvät mekaaniseen lujuuteen ja painovaatimuksiin, korroosionkestävyysominaisuuksiin ja lämmönjohtavuuteen, sekä budjettiasiat. Tässä artikkelissa vertaillaan kattavasti sinkki-, alumiini- ja magnesiumseoksia tarkastelemalla niiden ominaisuuksia ja tarkastelemalla erityisiä käyttötarkoituksia etujen ja haittojen kautta. Seuraava opas toimii tietolähteenä, joka auttaa insinöörejä ja valmistajia sekä tutkijoita määrittämään sopivan seoksen valinnan yksilöllisten suorituskykyvaatimusten mukaan.

1. Seosten perusteiden ymmärtäminen

1 Mitä seokset ovat?

Seostaminen tarkoittaa useiden metallien yhdistämistä tai metallien yhdistämistä ei-metallien kanssa lujuuden ja korroosionkestävyyden sekä työstettävyyden parantamiseksi. Teollisuuden vaatimukset edellyttävät, että puhtaita metalleja seostetaan, koska niiden kestävyys ei ole riittävä.

2 Miksi metalleja seostetaan?

Mohsin kovuus määrittää useita materiaaliominaisuuksia, joiden optimointi edellyttää seostamisprosessia. Metallien seostamisen päätarkoituksiin kuuluu useita tekijöitä, joita ovat mm. seuraavat:

• Metalliseokset parantavat mekaanista koostumustaan, mikä luo lujempaa materiaalia käsittelyn jälkeen.
• Tiettyjen materiaalien, kuten alumiinin ja magnesiumin, hapettuneeseen pintaan muodostuu suojakerroksia, jotka estävät ruosteen kehittymisen.
• Metallien seostaminen vaikuttaa myönteisesti materiaalin työstettävyyteen, mikä helpottaa materiaalin leikkaamista ja muotoilua.
• Ilmailu- ja avaruusteollisuuden sekä autoteollisuuden painonpudotustehokkuus perustuu alumiiniin ja magnesiumiin perustuviin kevyisiin komponentteihin, jotka ovat avainasemassa.

3 Yleiskatsaus sinkki-, alumiini- ja magnesiumseoksiin

Näiden kolmen metalliseosperheen ominaisuuksien ansiosta niitä voidaan käyttää eri käyttötarkoituksiin. Seuraavassa tekstissä kuvataan niiden koostumuksen perustiedot ja yleiset ominaisuudet:

Sinkkiseokset

Koostumus: Materiaali koostuu enimmäkseen sinkistä sekä pienistä määristä alumiinia, kuparia ja magnesiumia.

Ominaisuudet: Korkea lujuus, erinomainen valu ja erinomainen korroosionkestävyys.

Yleiset käyttötarkoitukset: Erilaisissa valmistusprosesseissa käytetään sinkkiseoksia, alumiiniseoksia ja magnesiumseoksia autojen osien sekä ovenkahvojen ja -lukkojen ja elektroniikkakoteloiden valmistukseen painevalumenetelmillä.

Alumiiniseokset

Koostumus: Sinkkiseos on olemassa alumiinina yhdessä kuparin, magnesiumin, piin ja sinkin kanssa, jotka ovat sen valmistuksessa käytettäviä vakiolisäaineita.

Ominaisuudet: Kevyt, korroosionkestävä ja lämpöä johtava.

Yleiset käyttötarkoitukset: Alumiini yhdistettynä kupariin ja magnesiumiin tuottaa ilmailu- ja avaruusteollisuuden osia, jotka tukevat autojen runkoja ja pakkauksia ja toimivat sähköjohtimina.

Magnesiumseokset

Koostumus: Pääasiassa magnesiumia, jonka yleisiä seosaineita ovat alumiini, sinkki ja mangaani.

Ominaisuudet: Erittäin kevyt, hyvä lujuus-painosuhde ja erinomainen työstettävyys.

Yleiset käyttötarkoitukset: Ilmailu- ja avaruusrakenteet, lääketieteelliset implantit, urheiluvälineet ja suorituskykyiset ajoneuvot.

Perusominaisuudet ovat olennaisia, kun suoritetaan materiaalin mekaanisten ominaisuuksien ja toiminnallisen käytön sekä kokonaissuorituskyvyn arvioinnin laaja vertailu. Tarkastelemme seuraavassa jaksossa näiden seosten vertailevia ominaisuuksia lujuuden, kestävyyden ja korroosionkestävyyden osalta sekä useita muita kriittisiä tekijöitä.

2. Tärkeimpien ominaisuuksien vertailu

Valinta sinkki-, alumiini- ja magnesiumseosten välillä riippuu ominaisuuksien arvioinnista, jonka perusteella päätetään niiden sopivin käyttötarkoitus. Seosten valintaa olisi ohjattava useilla olennaisilla kriteereillä, koska niihin kuuluvat lujuus, materiaalin paino, korroosionkestävyys ja kyky johtaa lämpöä ja sähköä sekä niiden suorituskyky ja taloudellinen arvo.

1 Lujuus ja kestävyys

Seoksen mekaaninen lujuus tarkoittaa sen kykyä kestää erilaisia rasituksia sekä paineita että rakenteellisia muodonmuutoksia.

• Sinkkiseokset kestävät erinomaisesti suuria lujuus- ja kovuusominaisuuksia, minkä ansiosta ne soveltuvat erinomaisesti painevaluun. Paksut alumiini- ja magnesiumseokset säilyttävät muotonsa vaativissa voimasovelluksissa, koska ne tarjoavat erinomaisen iskunkestävyyden. Niiden paino ylittää alumiini- ja magnesiumseosten painot.
• Alumiiniseoksilla on huomattavia ominaisuuksia, joissa yhdistyvät huomattavat lujuusarvot ja keveysominaisuudet. Lämpökäsittely parantaa sinkkiseosten mekaanisia ominaisuuksia, vaikka nämä seokset eivät pysty saavuttamaan sinkkiseosten lujuutta. Sinkkiseosten keskivahva lujuus on mahdollistanut niiden käytön ilmailu- ja avaruusteollisuuden sekä autoteollisuuden sovelluksissa.
• Magnesiumseosten lujuus on heikoin kaikista kolmesta eri materiaalityypistä. Sinkkiseosten vahva suorituskyky painoyksikköä kohti tekee niistä erityisen hyödyllisiä ajoneuvojen painon vähentämisessä ilmailu- ja avaruusteollisuuden sekä autoteollisuuden sovelluksissa.

Voittaja: Sinkkiseokset korkean lujuuden vuoksi; magnesiumseokset parhaan lujuus-painosuhteen vuoksi.

2 Paino ja tiheys

Paino on olennainen tekijä autoteollisuudessa ilmailu- ja avaruustoiminnan ja elektroniikkajärjestelmien valmistuksen ohella, koska se mahdollistaa tehokkuuden parantamisen massan vähentämisen avulla.

• Sinkkiseosten tiheys on 7,1 g/cm³, koska sinkki on näistä kolmesta materiaalista painavin.
• Kolmanneksi alumiiniseosten tiheysarvo on 2,7 g/cm³, koska niiden paino ylittää sinkin, mutta jää alle alumiinin.
• Painoherkkien hankkeiden rakennemateriaalien valinnassa olisi valittava magnesiumseokset, koska niiden tiheys on 1,7 g/cm³, mikä on rakennemateriaalien vähimmäispaino.

Voittaja: Magnesiumseokset pienimmän painon saavuttamiseksi.

3 Korroosionkestävyys

Seoksen säilyminen useissa ympäristökomponenteissa riippuu sen kyvystä vastustaa korroosiovaikutuksia.

• Sinkkiseosten muodostamat suojaavat sinkkioksidikerrokset tekevät näistä seoksista luonnostaan korroosionkestäviä. Magnesiumseokset muodostavat luonnostaan valkoista ruostetta kosteissa ympäristöolosuhteissa.
• Alumiiniseokset säilyttävät erinomaisen korroosionkestävyyden, koska niiden suojaava oksidikerros toimii sopivana materiaalina merikäyttöön ja ulko-olosuhteisiin.
• Magnesiumseosten korroosionkestävyys on heikko sen lisäksi, että ne reagoivat herkästi kosteuden kanssa, mikä edellyttää pintasuojausta tai pinnoitteita turvallisuuden takaamiseksi.

Voittaja: Alumiiniseokset takaavat parhaan korroosionkestävyyden.

4 Lämmön- ja sähkönjohtavuus

Laadukkaat sovellukset, joihin liittyy jäähdytyslevyjä ja sähkökomponentteja, sekä ilmailu- ja avaruustekniikka riippuvat suuresti lämmön- ja sähkönjohtavuusominaisuuksista.

• Sinkkiseosten sähkö- ja lämmönjohtavuusominaisuudet ovat keskimääräiset, vaikka niitä käytetäänkin vain vähän sähköjärjestelmissä.
• Alumiiniseokset ovat ensimmäisellä sijalla parhaiden lämpö- ja sähköjohtimien luokissa, koska ne toimivat erinomaisesti lämmönvaihtimissa, sähkökomponenteissa ja keittoastioissa.
• Magnesiumseoksia käytetään herkissä lämmitystilanteissa, koska ne ovat kevyitä ja niiden lämmönjohtavuus on pienempi kuin alumiinin.

Voittaja: Alumiiniseokset parhaan johtavuuden varmistamiseksi.

5 Työstettävyys ja työstettävyys

Seoksen työstettävyys määrittelee sen helppouden leikkaus- ja muotoilutoiminnoissa tai poraus- tai valutoiminnoissa.

• Tarkka ja monimutkainen muotoilu on mahdollista, koska sinkkiseokset osoittavat erinomaisia valuominaisuuksia ja hyviä painevaluominaisuuksia.
• Alumiiniseoksia käytetään mieluiten valmistettaessa monimutkaisesti suunniteltuja tärkeitä osia, koska ne ovat helposti hitsattavia ja helposti valmistettavia.
• Magnesiumseosten työstö tuottaa alumiinia parempia tuloksia, vaikka se vaatii erityisiä leikkuutyökaluja syttymisominaisuuksiensa vuoksi.

Voittaja: Sinkkiseokset voittavat painevalusovellukset, kun taas magnesium on paras valinta yleisiin työstövaatimuksiin.

6 Kustannusnäkökohdat

Suurissa tuotantotoiminnoissa kustannukset ovat keskeinen määräävä tekijä kehitystyön aikana.

• Sinkkiseosten edullisuuteen liittyy suuri paino, joka vaikuttaa materiaalikustannuksiin ja kuljetuskustannuksiin.
• Alumiiniseokset ovat kustannustehokkaita, koska niitä on runsaasti ja ne ovat kierrätettävissä, mikä tekee niistä houkuttelevia monille teollisuudenaloille.
• Magnesiumseosten korkea hinta johtuu siitä, että magnesiumia esiintyy harvoin luonnossa ja että sen valmistusprosessi on vaativa.

Voittaja: Alumiiniseokset kustannustehokkuuden varmistamiseksi.

Yhteenvetotaulukko: 

Taulukko 1 Tärkeimpien ominaisuuksien vertailu

Tarkka ja monimutkainen muotoilu on mahdollista, koska sinkkiseokset osoittavat erinomaisia valuominaisuuksia ja hyviä painevaluominaisuuksia.

3. Kunkin metalliseoksen sovellukset

Useat teollisuudenalat käyttävät laajasti sinkki-, alumiini- ja magnesiumseoksia, koska niillä on erilaisia ominaisuuksia. Jokaisella sinkki-, alumiini- ja magnesiumseoksella on ainutlaatuisia etuja, jotka johtavat niiden käyttöön autoteollisuudessa, ilmailu- ja avaruusteollisuudessa, elektroniikan valmistuksessa sekä lääkinnällisten laitteiden ja kulutustavaroiden alalla. Seoksen valinta riippuu neljästä päätekijästä, kuten lujuus- ja painotasosta ja korroosionkestävyysominaisuuksista sekä kokonaiskustannusvaatimuksista.

1 Sinkkiseosten sovellukset

Laaja suosio sinkkiseokset johtuu niiden erinomaisesta yhdistelmästä, jossa yhdistyvät korkea lujuus ja erinomaiset valuominaisuudet sekä korroosionkestävyys tarkkuuskomponenteissa. Autoteollisuus käyttää sinkkiseoksia ovenkahvojen lukkokomponenttien sekä hammaspyörien ja kiinnikkeiden valmistuksessa. Sinkkiseokset kestävät erinomaisesti kovia iskuja, joten niitä käytetään merkittävinä materiaaleina turvavarusteissa ja ajoneuvojen rakenteiden vahvistamisessa.

Sinkkiseoksia käytetään elektroniikka- ja sähköteollisuudessa liittimien koteloiden sekä akun liittimien ja suojakoteloiden valmistukseen, jotka toimivat tehokkaasti sähkömagneettisten häiriöiden (EMI) suojausympäristöissä. Elektroniikkalaitteiden käyttöiän pidentäminen riippuu sinkkiseosten korkeasta kestävyydestä. Sinkkiseokset palvelevat teollisuuskoneiden ja -työkalujen alaa tarjoamalla perustan painevaletuille koneenosille sekä hammaspyörille ja venttiileille, joiden on erityisesti säilytettävä tarkkuus ja kestävyys.

Sinkkiseoksia käytetään laajalti kulutustavaroiden valmistuksessa, sillä niitä käytetään vetoketjujen ja saranoiden lisäksi lukkojen ja koristetuotteiden valmistukseen. Valmistajat luottavat sinkkiseoksiin, koska ne tarjoavat erinomaisia viimeistelyvaihtoehtoja, joiden avulla he valmistavat tyylikkäitä lopputuotteita, joissa on tarkkoja elementtejä. Sinkkiseokset ovat erinomaisia monimutkaisten tuotteiden luomisessa ja tarjoavat samalla vankan suorituskyvyn, mikä saa valmistajat valitsemaan niitä vaativiin rakennesuunnitelmiin.

2 Alumiiniseosten sovellukset

Alumiiniseokset ovat edelleen suosittuja niiden kevyiden ominaisuuksien ja niiden korroosionkestävyyden ja tehokkaan lämmönjohtokyvyn vuoksi, minkä vuoksi niitä käytetään monissa kaupallisissa tuotantoympäristöissä. Alumiiniseoksista on tullut olennainen osa ilmailu- ja avaruusalan valmistusta, koska ne tarjoavat erinomaisen lujuuden kevyissä rakenteissa, joita käytetään lentokoneiden rungoissa sekä siivissä ja useissa rakennekappaleissa. Atomien kasautuminen mahdollistaa lentokoneiden painonpudotuksen, joka parantaa polttoainetehokkuutta ja toimintakykyä.

Autoteollisuudessa käytetään laajalti alumiiniseoksia keskeisten komponenttien, kuten moottorilohkojen, pyörien ja alustojen sekä lämmönvaihtimien valmistukseen. Autonvalmistajat käyttävät alumiinia raskaampien metallien korvaamiseen saavuttaakseen korkeamman polttoainetaloudellisuuden ja vähentääkseen päästöjä. Alumiini kestää korroosiota tehokkaasti, minkä ansiosta sitä voidaan käyttää kestävien ikkunankehysten ja kattopaneelien sekä rakennusten julkisivujen valmistukseen.

Elektroniikkateollisuudessa alumiiniseokset ovat olennaisia komponentteja jäähdytyslevyissä sekä sähköjohtimissa ja voimansiirtolinjoissa. Materiaalit siirtävät lämpöenergiaa onnistuneesti pois, koska niiden erinomaiset lämmönjohto-ominaisuudet pitävät elektroniset laitteet halutulla käyttölämpötila-alueella. Alumiini on myrkytön ja kierrätettävä materiaali, jota käytetään elintarvike- ja juomateollisuudessa elintarvikepakkauksissa ja keittiövälineiden valmistuksessa.

3 Magnesiumseosten sovellukset

Rakennevalmistajat käyttävät magnesiumseoksia kevyimpinä saatavilla olevina metallivaihtoehtoina, koska painon vähentäminen on niiden ensisijainen huolenaihe. Puolustusala on riippuvainen magnesiumseoksista lentokoneiden runkojen sekä helikopterien osien ja avaruusalusten rakenteiden rakentamisessa. Insinöörit voivat toteuttaa kestäviä kevyitä osia niiden lujuusasteen ansiosta, mikä lisää polttoainesuorituskykyä ja tehokkuutta.

Autoteollisuus on vahvasti riippuvainen magnesiumseokset valmistaa ohjauspyöriä sekä istuinrunkoja ja vaihteistokoteloita. Autoteollisuuden osien painon alentaminen parantaa ajoneuvon suorituskykyä ja vähentää polttoaineen tarvetta. Magnesiumseokset vähentävät ajoneuvojen päästöjä, koska ne mahdollistavat ajoneuvojen painonpudotuksen, mikä vastaa nykyisiä pyrkimyksiä kehittää kestävää liikennettä.

Lääketieteellisissä sovelluksissa magnesiumseoksia käytetään ortopedisten laitteiden lisäksi biohajoavien implanttien valmistukseen. Biologisesti yhteensopivien ja kevyiden ominaisuuksiensa vuoksi magnesiumseokset ovat optimaalinen ratkaisu lääkinnällisiin laitteisiin, joiden on liukeneva luonnollisesti ihmiskehoon tietyn ajan kuluessa. Magnesiumia käytetään myös kulutuselektroniikan alalla, sillä sitä on älypuhelinten koteloissa, kannettavien tietokoneiden kehyksissä ja kameroiden kuorissa. Magnesiumseokset tarjoavat täydellisen yhdistelmän suurta lujuutta ja pientä painoa, mikä mahdollistaa niiden käytön kehittyneissä elektroniikkatuotteissa.

Magnesiumseoksista on tullut urheilu- ja vapaa-ajan laitteiden valmistuksen vakiomateriaali, koska ne toimivat polkupyörän runkojen, tennismailojen ja retkeilyvarusteiden perustana. Urheiluvälineiden suunnittelijat valitsevat magnesiumseokset, koska niissä on erinomainen yhdistelmä lujuusominaisuuksia, joustavuutta ja pientä painoa.

Yhteenvetotaulukko: 

Taulukko 2 Kunkin seoksen sovellukset

Tarkastelu osoittaa, että kukin metalli menestyy erilaisissa käyttöolosuhteissa. Päätös siitä, mitä metalliseosta käytetään, riippuu painovaatimuksista sekä kestävyystarpeista ja korroosionkestävyydestä ja tuotannon kokonaiskustannuksista.

4. Edut ja haitat

Kolmella seoksella, sinkillä, alumiinilla ja magnesiumilla, on erityisiä etuja ja haittoja, koska ne eroavat toisistaan lujuus- ja paino-ominaisuuksiltaan, korroosionkestävyydeltään ja työstöominaisuuksiltaan sekä tuotantokustannuksiltaan. Nämä ominaisuudet ovat välttämätön perusta, jonka perusteella valitaan tiettyihin käyttötarkoituksiin sopiva metalliseos.

1 Sinkkiseosten edut ja haitat

Edut:

• Sinkkiseosten korkea lujuus ja kovuusominaisuudet tekevät niistä täydellisesti sopivia autonosien sekä teollisuuden koneiden ja työkalujen rasitettuihin sovelluksiin.
• Valuprosessi soveltuu näille seoksille poikkeuksellisen hyvin, koska niillä voidaan valmistaa tarkkoja välineitä monimutkaisiin muotoihin ja hienostuneeseen muotoiluun.
• Sinkki muodostaa luonnostaan suojaavan oksidikerroksen, joten se kestää korroosiota ja ruostetta erityisesti kosteissa olosuhteissa.
• Sinkkiseokset vaativat vähemmän energiaa valmistukseen, koska niiden sulamispiste on alumiinia ja magnesiumia alhaisempi, mikä pidentää muotin käyttöaikaa ilman suorituskyvyn heikkenemistä.
• Sinkin hinta pysyy alhaisena, joten se on tuottajien mielestä edullinen ratkaisu vahvojen ja kestävien materiaalien valmistukseen.

Haitat:

• Sinkkiseosten tiheys muodostaa esteitä niiden käytölle, koska ne ovat raskaampia kuin alumiini tai magnesium.
• Näiden seosten lämpötilakestävyysraja on alhainen, koska suuri kuumuus voi johtaa komponenttien huomattavaan muodonmuutokseen.
• Materiaalin lujuuskriteerien perusteella sinkkiseokset eivät pärjää teräkselle tai titaaniseoksille, mikä rajoittaa niiden käyttöä raskaissa rakenteellisissa sovelluksissa.

2 Alumiiniseosten edut ja haitat

Edut:

• Ilmailu- ja avaruusteollisuudessa sekä autoteollisuudessa ja rakennusteollisuudessa käytetään usein alumiiniseoksia, koska niissä yhdistyvät korkea lujuus ja alhainen paino.
• Alumiinimateriaalit suojaavat itseään ruosteelta luonnollisen oksidikerroksensa ansiosta, mikä takaa erinomaisen korroosionkestävyyden kaikissa meri- ja ulkokäyttöön tarkoitetuissa sovelluksissa.
• Alumiinin sähkö- ja lämmönsiirto-ominaisuudet tekevät siitä erinomaisen materiaalin lämmönvaihtimien, elektroniikkakomponenttien ja sähköjohtojärjestelmien rakentamiseen.
• Alumiiniseoksia voidaan helposti käsitellä hitsaamalla ja muokkaamalla sekä koneistamalla, koska ne ovat helposti käsiteltävissä.
• Alumiinin materiaaliominaisuudet tekevät siitä 100% kierrätettävän, mikä tarjoaa teollisuudelle kestävän ratkaisun ympäristövaikutusten vähentämiseksi.

Haitat:

• Alumiinilla on lujuusominaisuuksistaan huolimatta pienempi kovuus ja lujuus kuin sinkillä ja sen vastinmetalleilla.
• Alumiinin jalostus tulee kalliimmaksi, koska alumiini tarvitsee ylimääräistä energiaa sulamislämpötilan saavuttamiseksi.
• Alumiinimateriaali altistuu galvaaniselle korroosiolle, kun sitä kosketetaan tiettyjen johtavien metallien ja metallien kanssa, mikä lyhentää sen materiaalin käyttöikää.

3 Magnesiumseosten edut ja haitat

Edut:

• Magnesiumin ultrakevyt ominaisuus tekee tästä materiaalista ihanteellisen painoherkille teollisuudenaloille, joihin kuuluvat ilmailu- ja avaruustuotteet sekä autoteollisuuden komponentit ja elektroniikkatuotteet.
• Koska magnesiumseokset säilyttävät hyvän lujuus-painosuhteen, ne parantavat suorituskykyä ja polttoainetaloutta ajoneuvojen kuljetussovelluksissa.
• Mikrovalmistusprosessit soveltuvat erinomaisesti magnesiumseoksiin, koska niiden avulla voidaan helposti valmistaa muotoiltuja kappaleita minimaalisilla valmistuskustannuksilla.
• Magnesiumseosten kyky vaimentaa tärinää tekee niistä hyödyllisiä auto- ja ilmailuteollisuudessa melun ja tärinän minimoimiseksi.
• Ihmiskeho hyväksyy magnesiumin sopivaksi materiaaliksi lääketieteellisiin implantteihin ja biohajoaviin ortopedisiin laitteisiin, koska se muuttuu luonnollisen liukenemisen kautta ihmisen eliniän aikana.

Haitat:

• Normaaliolosuhteissa magnesiumseokset osoittavat heikentynyttä korroosionkestävyyttä, koska ne hapettuvat helposti kosteissa tai suolaisissa olosuhteissa, kunnes ne pinnoitetaan tai käsitellään asianmukaisesti.
• Magnesiumin lujuus on alhaisempi verrattuna sinkkiin ja alumiiniin tavanomaisissa sovelluksissa.
• Magnesiumiin liittyvien laitteiden kiinnittäminen korkeissa lämpötiloissa lisää palovaaraa, koska magnesiumin syttymisominaisuudet ovat kiihtyneet ja edellyttävät erityisiä varotoimenpiteitä valmistuksen ja koneistustyön aikana.
• Magnesiumseosten valmistusprosessi vaatii korkeita kustannuksia, koska ne ovat kalliimpia kuin alumiini- ja sinkkimateriaalit.

Kullakin seoksella - sinkillä, alumiinilla ja magnesiumilla - on omat etunsa ja rajoituksensa. Sinkkiseosten kestävyys ja vahva suorituskyky sekä kohtuulliset kustannukset ovat yhdistelmä, joka on olemassa niiden suuremmasta painosta huolimatta. Alumiiniseokset ovat hyvä keskitie lujuuden, korroosionkestävyyden ja kierrätettävyyden välillä, vaikka ne ovatkin kohtalaisen jäykkiä ja herkkiä galvaanisille reaktioille. Magnesiumseosten suurin haittapuoli on niiden heikentynyt korroosionkestävyys ja kohonnut itsesyttymisriski. Sopiva metalliseosvalinta riippuu yksinomaan teollisuudenalan ainutlaatuisesta vaatimuskokonaisuudesta, jossa yhdistyvät lujuus- ja painonpudotustarpeet sekä korroosionkestävyystarpeet ja kustannusten alentamistarpeet.

5. Mikä seos sinun pitäisi valita?

Sopivan materiaalin valinnan sinkin, alumiinin tai magnesiumin välillä on vastattava hankkeesi teknisiä tarpeita. Auto- ja teollisuuskomponentteihin sinkkiseokset ovat paras valinta, koska niissä lujuus ja kestävyys ovat tasapainossa budjettitarpeiden kanssa. Alumiiniseokset palvelevat teollisuudenaloja, jotka vaativat painohyötyjä yhdistettynä korroosiosuojaan ja joustavuuteen, koska ne täyttävät nämä tarpeet menestyksekkäästi ja hallitsevat siten ilmailu- ja avaruusteknologiaa, rakennusteollisuutta ja kulutuselektroniikan tuotantoa. Polttoainetaloudellisuuteen keskittyvät ilmailu- ja autoteollisuusalat hyötyvät erityisesti magnesiumseoksista, koska nämä materiaalit tarjoavat erinomaista suorituskykyä ultrakevyiden ominaisuuksien ja hyvän työstettävyyden sekä tärinänvaimennusominaisuuksien osalta. Sinkin ylivoimainen suorituskyky korkean tarkkuuden komponenteissa ja raskaissa sovelluksissa tekee siitä alumiinia ja magnesiumia paremman näissä erityiskäytöissä. Valinta näiden materiaalien välillä riippuu tekijöistä, joita ovat paino, lujuusominaisuudet ja korroosionkestävyys sekä budjettirajoitukset ja lämpöominaisuudet.

6. Päätelmät

Sinkkiseoksen edut vastaavat alumiiniseoksen ja magnesiumseoksen etuja, mutta kumpikin materiaali täyttää teollisuuden erityisvaatimukset. Sinkkiseokset ovat poikkeuksellisen lujia, korroosionkestäviä ja kustannustehokkaita, minkä vuoksi ne soveltuvat parhaiten teollisuuden painevalusovelluksiin. Alumiiniseoksia käytetään laajalti ilmailu- ja avaruusteollisuudessa, autoteollisuudessa ja rakennusalalla, koska ne ovat kevyitä ja kestävät hyvin korroosiota ja koska ne mahdollistavat materiaalin uudelleenkäytön. Magnesiumseokset ovat metalleista kevyimpiä rakennemateriaaleja, koska niillä on poikkeukselliset työstettävyys- ja tärinänvaimennusominaisuudet, jotka mahdollistavat ilmailu- ja avaruusteollisuuden sekä autoteollisuuden ja lääketieteen sovellusten vaatimukset.

Valinta näiden metalliseosten välillä riippuu pääasiassa painovaatimuksista, lujuusominaisuuksista, korroosionkestävyydestä ja lämpöominaisuuksista sekä valmistuskustannuksista. Koska painonäkökohdat ovat vähemmän kriittisiä lujuusintensiivisissä sovelluksissa, sinkkiseokset ovat kilpailukykyinen valinta. Keveyden ja korroosionkestävyyden kannalta on valittava alumiini. Kevyet sovellukset vaativat magnesiumseoksia, jotka tarjoavat myös hyvät työstöominaisuudet. Jokaisen metalliseoksen ainutlaatuisen ominaisuuden sekä vahvuuksien ja heikkouksien syvälliseen tuntemukseen perustuva puutyö antaa teollisuudelle mahdollisuuden tehdä päätöksiä oikeasta materiaalivalinnasta.