这些镁件零件在4月份在汉堡工业展览会上封面。这是一个漫长的旅程。 40年来,美国设计组织在商用飞机座椅中禁止在商用飞机座位上使用汽车工程师的安全地区(限制指令是措辞的“镁合金”)。广泛用于烟花,为其蓝白光线,金属的薄刨花是易燃的。

英国和美国镁生产商镁Elektron(0161 911 1000)最近设法推翻了毯子禁令。 2015年8月,SAE AS8049修订版C允许飞机座椅中的镁合金,条件是它们符合某些美国联邦航空协会(FAA)可燃标准。 Elektron镁公司已经确定其合金'Elektron 21'和'Elektron We 43c'符合那些,包括包括钇(4%)和钕(2%)的合金元素,这倾向于在自灭火中起作用方式,并且也不会在低于它们的熔点的熔点至少530°C - 一个温度远高于其他普通飞机机舱聚合物壁板材料的熔点。

虽然它已被排除在飞机座位之外,但由于其轻量重量(纯金属比纯铝的浓度较少35%,纯金属少35%),因此金属在工业中没有意外。特别是,Elektron我们43是在20世纪80年代开发的,用于制作直升机齿轮箱;镁合金也用于汽车压铸件,例如转向柱部件,传动装置或仪表板梁。结构航空航天应用市场受到镁的众所周知的腐蚀倾向的限制 - 例如,它被用作北海油和天然气管道的阴极保护中的牺牲阳极。该物业要求材料由高工程化涂层保护,包括环氧密封剂。

所有的元素也可能产生800,000吨,这一元素在地壳中丰富,虽然每年生产6000万吨铝的小部分,但镁Elektron分裂技术总监Martyn Alderman表示。

作为279,000英镑的国家航空航天技术开发计划(Natep)航空航天工业研发项目的一部分,由政府提供一半,镁Elektron与锻造公司Mettis Aerospace,Machinist Keenard和座椅制造商Geven一起展示了一种制作两个座椅零件的方法 - a前腿和侧面支撑,集体称为吊具 - 并开发英国供应链。

在Redditch的Mettis Aeropace的镁铸造设施,较大的部分是弯曲的,并制成15个长的8个全面的香蕉形预制件

当合金与在镁电子铜的曼彻斯特铸造厂的初始700℃熔化中结合合金与镁锭组合时,制造过程开始。然后将它们浇铸到挤出Log 250mm直径4米长,热处理,然后切入1米长并挤出成圆形,略微锥形的棒。然后他们在Redditch(01527 406400)中前往Mettis航空航天(01527 406400),其中较大的部分是弯曲的,并制成15个长的8个全面的香蕉形预制件,然后进入最终锻造,包括储能芯片 - 形成口袋。闪光也被删除。最后,两个部分都前往机械生产工程新闻师 - 为试验达特福德,基于肯塔尔的KENARD(01684 271400) - 用于整理。完成的较大部分具有桁架结构,其具有加强肋,三次操作(正面,背面和侧面)产生。完成加工是减轻重量的过程中的一个重要阶段(在铺展器的情况下,该过程从最终440克部分切割了三分之二的预制件重量)。

加工镁

该研究的一项重要部分是对切割镁的回归基础调查 - 在英国的专业知识有限 - 由谢菲尔德大学先进的制造研究中心与波音公司进行了项目(0114 222 1747)。这产生了合金的计算切割力系数(KTC 317.7MPa; KRC 97.5 MPa; KAC 111.7 MPa; KTE 12.8 N / mm; KAE -0.7 N / mm)。它还模拟芯片几何形状,结论是芯片切割操作期间遇到的最高温度为200°C,表明将机器设置在火灾中的几乎可能性很小。 (仍然,Elektron Guidance指示合金中的切割路径必须避免能够产生细肺泡或粉末,因为它们是最易燃的材料形式)。


AMRC表明,存在可以改善镁加工的条件

为了产生速度和饲料建议,使用桑德鲁克·科罗米尔(Plula固体硬质合金Square肩终铣刀)开始在Elektron 43上开始进行切割稳定性试验(2P122-1600-NC; www.sandvik.coromant.com/uk)在Dorries scharmann Ecospeed (0121 359 3637)。奥德曼解释说:“当[过程]击中振动时,第一次反应用于振动时,振动是减慢主轴以获得体面切割。但是,AMRC已经证明,有与机器的工具几何,润滑剂和刚度相关联的谐振频率,如果使用调谐叉子调整机器,则可以识别它们[频率]。然后,一旦你开始加工并达到你开始击中共振的点,通过调高主轴速度,你进入一个稳定的区域。“ AMRC研究人员最终确定了五个稳定性裂片(5.3,6.5,8.5,14和29万rpm),在那里可以在加工铝合金时比可能的切割深度更深入地切割镁。

Magneium Elektron的航空器内部供应商资格经理,管理该项目的Allow Interiors,以另一种方式解释了结果。他说:“我们能够表明Elektron 43 T5的绝对稳定性极限比铝合金AW7075 T6高出2.5倍,证明镁可以成功地切割超过许多数控能力的非常高的主轴速度铣床,它具有比同等强度铝合金更宽的工艺窗口。“

为三种原因进行了加工试验。首先,奥德曼在切割下的物料比铝拨打“粘性”,因此自然需要较少的冷却剂,最多是一种浅色雾。其次,在不太可能发生镁火的情况下,可溶性冷却剂的水与金属反应,造成安全风险(有关详细信息,请参阅功能结束时的盒子项)。第三,干切割简化了Swarf回收。从原始部件中除去撒涂层部分中的三分之二以上的金属(69%)金属,致力于恢复生产废物的巨大关注。这种努力是显着的,因为当切割时,镁合金不会像钛一样氧化,所以它的睫毛膏是100%可回收的,只要它被切割的其他材料被隔离。将有价值的原料返回铸造有助于降低部件的价格。特别是钇合金对材料增加了一些费用,尽管奥德曼在痛苦中指出(同时拒绝提供定价),与类似的铝合金相比,供应链预计镁合金的价格较少或没有价格溢价。他说,任何价格差异的唯一原因是它的缺点是较小的供应量表。

未来的潜力

自去年北德普工程以来,镁Elektron已经开始与全球半个制造商结合的飞机座位开发项目,一些新产品在4月份汉堡飞机室内显示;该公司在今年年底之前还预计“飞行部分”。

此外,它还聘请了四名新工作人员来帮助支持这一新业务:两个涵盖第二次挤压媒体,销售高管和产品设计师。奥德曼解释说,后者的作用是有必要帮助说服最终用户转向镁。

恰好的是,较轻的金属比铝更僵硬(杨氏模量44 gpa与73 gpa)。这意味着为了实现与铝部分相同的性能,镁部分可能需要更厚的肋条。他补充说:“偶尔,我们选择性地加强了更加强调的地区。因此,需要通过这些计算来步行终端用户。我们发现在我们的员工上有人帮助设计很重要。“

这仅仅是开始。 Natep项目的一部分目的是展示镁合金的适当供应链。为此,Mettis航空航天可能继续在镁中提供航空航天锻件,加工操作可能不适用于一个供应商,而是根据过程安全,而不是内部管理,并送到镁电子曼彻斯特附近的分包机械生产工程新闻师网络总部,奥德曼建议。

座椅制造商Geven正在推广使用镁零件

每年都有500,000架飞机座椅,适用于新建飞机和改造(后面的市场可能与前者的尺寸相等)。但那并非全部;镁成分也可用于其他驾驶室二次结构,例如行李箱,厨房,厕所和其他夹具和配件。

该技术总监得出结论:“有很多,但我们并不是要替换每架飞机中的所有这些组件。我们有很多范围,就是在接下来的四年里,我们都想说,我们有投资计划大大增加下游能力。我们有挤出和融化能力来处理潜在的体积增长,我们计划大大扩大我们的整理能力来应对需求。“

盒子项

镁加工实用

根据ELEKTRON手册,镁的平均特定切削力(KS1.1)是280n / mm2,铝的少于一半,铝。在切割器和工具体上具有相对减少的负荷,可以更高的切削速度和进料速率(见上文)。虽然Natep计划未调查优化工具,但建议未涂层碳化物或多晶金刚石切割机。

此外,该公司建议在切割镁时应采取额外的Swarf管理预防措施。在加工过程中应定期清除芯片,并储存在封闭的桶中,不仅用于安全,而且对于经济,作为其作为再生原料的价值取决于其纯度。由于在粉末形式,镁合金的风险最大,建议取代粉尘提取器和真空系统去除镁颗粒的雾,使得它们在例如壁上不沉降。是最糟糕的情况,镁火仅通过粉末(D)灭火器熄灭;两种水和CO2器件都喂火焰。 (附加信息:牛皮纸& Bauer UK (02476 229477) says that CO2 fire extinguishers do not feed flames, although may not extinguish them. Also, that the statement that magnesium fire is only put out by a powder based system is incorrect;它提供了有效的氩气系统(在加工钛时也使用),它指出。)