超輕鎂鋰合金及高強(qiáng)鎂合金在筆記本電腦上的研究及應(yīng)用進(jìn)展

超輕鎂鋰合金及高強(qiáng)鎂合金在筆記本電腦上的研究及應(yīng)用進(jìn)展報告提

綱一.超輕鎂鋰合金在筆電領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展二.高強(qiáng)鎂合金的在筆電領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展三.鋁鋰合金的應(yīng)用進(jìn)展四.xx輕研合金簡介最輕的金屬——Li最輕的結(jié)構(gòu)金屬——MgMg-Li合金超輕、高比強(qiáng)度、高比模量優(yōu)異的剛性導(dǎo)電、導(dǎo)熱突出的減震性能優(yōu)異的電磁屏蔽性能可焊接，良好的機(jī)械加工及冷成型能力一、超輕鎂鋰合金在筆電領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展超輕鎂鋰合金特性及優(yōu)勢Mg-Li合金是目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料優(yōu)勢1——超輕、高比強(qiáng)度、高比模量材 料MgAlPCMg-Li牌號AZ91AZ31MB155052-ODow

Pulse2000LZ91LA141QY-1（鑄態(tài)）QY-2（T5）密

度(g/cm3)1.811.771.832.681.131.481.351.551.55抗拉強(qiáng)度(MPa)24028033524555180160294349比強(qiáng)度（m）132.59158.19183.0691.4248.67121.62118.51198.7231.1彈性模量(GPa)454545702345434545比模量（m）24.8625.4224.5926.1220.3530.431.8529.0329.8延伸率(%)31520125404057鎂鋰合金和筆記本電腦外殼常用材料性能對比表高強(qiáng)鎂鋰合金強(qiáng)度與現(xiàn)有筆記本鋁合金、鎂合金相當(dāng)常規(guī)鎂鋰合金的比強(qiáng)度比5052鋁合金高30-60m，高強(qiáng)鎂鋰合金比強(qiáng)度比5052鋁合金高100-140m

常規(guī)鎂鋰合金的比強(qiáng)度比Dow

Pulse

2000高70-100m

，高強(qiáng)鎂鋰合金比DowPulse

2000高140-180m相同質(zhì)量的材料剛性比較相同剛性是所需材料重量比較相同質(zhì)量鎂鋰合金的剛性是鋁合金剛性的2.5倍，鈦合金的7.5倍，鋼鐵的22.5倍，優(yōu)異的剛性其他材料無可比擬優(yōu)勢2——優(yōu)異的剛性MgAlFe相同質(zhì)量的四種金屬對比圖Mg-Li塑料碳纖維復(fù)合材料鎂鋰合金PC/ABS樹脂基LA141LZ91密度g/cm31.131.5-21.351.48熱導(dǎo)率W/mk0.18約1.580約55鎂鋰合金熱導(dǎo)率約為塑料的300-400倍，是碳纖維復(fù)合材料的30-50倍電阻率Ω·m大于10000000000約

0.0120.00000153鎂鋰合金導(dǎo)電性約為塑料的1016倍，是碳纖維復(fù)合材料的104倍鎂鋰合金的良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能是其它非金屬輕質(zhì)材料難以實現(xiàn)優(yōu)勢3——良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能材 料鈦合金α-Ti鋁合金5052-O鎂合金AZ31-H塑料PC/ABS碳纖維復(fù)合材料鎂鋰合金LZ91內(nèi)耗系數(shù)0.0020.0020.004~

0.01~

0.03~

0.01-0.05內(nèi)耗系數(shù)是鋁合金材料的5-25倍，發(fā)生震動時能將更多的能量消耗于金屬內(nèi)部，從而達(dá)到減震效果，有效提高設(shè)備的減震、抗摔性能。鎂鋰合金鋁合金優(yōu)勢4——突出的減震性能測量頻率鎂鋰合金LZ91鎂鋰合金LZA911鎂合金AZ31塑料PC/ABS碳纖維復(fù)合材料EMI值比較1.8GHz-66

dB-59

dB-29

dB無-19

dB2.45GHz-79

dB-77

dB-52

dB-27

dB鎂鋰合金優(yōu)異的電磁屏蔽性能可使設(shè)備的安全性、準(zhǔn)確性得到大幅提高，其它材料無法替代。EMI，Electromagnetic

Interference的簡稱，是指電磁波與電子元件作用后而產(chǎn)生的干擾現(xiàn)象優(yōu)勢5——優(yōu)異的電磁屏蔽性能焊縫熱影響區(qū)氬弧焊激光焊攪拌摩擦焊對焊縫區(qū)進(jìn)行X射線探傷和超聲波探傷，均未發(fā)現(xiàn)焊接裂紋等缺陷。氬弧焊：焊縫強(qiáng)度達(dá)到母材的85%以上激光焊接:焊縫均勻，熱影響區(qū)小，成型性能高攪拌摩擦焊:焊接強(qiáng)度系數(shù)0.85-0.9,達(dá)到一級焊縫標(biāo)準(zhǔn)可采用TIG焊、激光焊接、攪拌摩擦焊、電子束焊等，技術(shù)均已成熟，焊接材料既可以是同種合金，也可以是其他鎂合金優(yōu)勢6——優(yōu)異的焊接性

材料重要指標(biāo)FailPass室溫沖壓常規(guī)鎂合金都是熱加工成型，鎂鋰合金唯一可以冷加工成型的鎂合金，能像鋁合金具備優(yōu)異的冷沖壓或模鍛成型能力，盡管鎂鋰合金原材料比其它鎂合金高，但后續(xù)加工成本低、生產(chǎn)流程短且成品率高，綜合成本能與普通鎂合金相媲美。鎂鋰合金LA141塑料PC/ABS碳纖維復(fù)合材料成型方式機(jī)械加工、室溫沖壓注射成型、熱成型手糊、模壓、纏繞優(yōu)勢7——優(yōu)異加工成型及冷沖壓能力回收的金屬資源重新投入社會進(jìn)行產(chǎn)品配件的生產(chǎn)材料LZ91AluminumAlloyCarbonFiberPlastics回收等級100%可回收標(biāo)志優(yōu)勢8——回收100%--綠色環(huán)保2012年NEC推出全鎂鋰合金外殼,僅重863.5g2013年NEC推出全鎂鋰合金外殼+底板，795g2015年聯(lián)想LaVie系列鎂鋰合金機(jī)身，780g2018年宏碁swift5鎂鋰合金15吋機(jī)身，990g2019年宏碁Swift

7845g2020年,華碩ExpertBook

B9，880

克2020年，富士推出通LIFEBOOKUH-X

/

E3

634g（世界最輕）鎂鋰合金在筆電產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用歷程鍛造A、C件：鎂鋰合金憑借其優(yōu)異的流動性，適合于精密模鍛工藝，尺寸精確！沖壓D件：鎂鋰合金憑借其優(yōu)異成形能力，是唯一可以實現(xiàn)冷沖壓的鎂合金，回彈力小。半固態(tài)成形C件：新型鎂鋰合金憑借其較寬的固液兩相共存溫度區(qū)間，適合于觸變成型工藝，成形性能好！超輕鎂鋰合金筆記本殼體成形方式：優(yōu)勢：1、使用板材厚度小，節(jié)省了材料成本。2、精密鍛造成形：可將細(xì)節(jié)一次性鍛造成形，節(jié)省材料的同時，大幅度降低了CNC的時長，節(jié)省加工成本，降低整體成本。3、鍛造殼體強(qiáng)韌性好，不易變形。鎂鋰合金成形方式一：鍛造A、C件鎂鋰合金憑借其優(yōu)異成形能力，是唯一可以實現(xiàn)冷沖壓鎂合金。1、可以實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的冷沖壓成形，短流程。2、與熱沖壓相比，冷沖壓精度高，回彈性小，同時批產(chǎn)性高，投資少，易操作，難度低，尺寸一致性高，成本低。3、與熱沖相比，材料的使用率高，相同尺寸的沖壓，冷沖的材料尺寸小，降低了材料的成本的同時，冷沖更容易保證材料的強(qiáng)度和剛性，大幅度提高成品率的同時，降低了制程成本。鎂鋰合金成形方式二：沖壓D件適用范圍平板電腦：外殼鑄錠 半固態(tài)

CNC 打磨MAO噴涂組立包裝手機(jī)：中板出貨半固態(tài)壓鑄：我們研制的新型鎂鋰合金憑借其較寬的固液兩相共存溫度區(qū)間，適合于觸變成型工藝。工藝流程筆記本：C件鎂鋰合金成形方式三：半固態(tài)壓鑄

C件原材料真空熔鑄QY-1鎂鋰合金規(guī)格：φ90

x

300

mm熱膨脹系數(shù)：32x

10-6k-1固相線溫度：425.6℃液相線溫度：556.2℃半固態(tài)壓鑄機(jī)加表處優(yōu)勢：直接熔化原材料，簡化合金熔化和移液工序縮短生產(chǎn)流程的同時，提高安全性設(shè)備密封性良好，減少氧化夾雜等缺陷半固態(tài)金屬液流動性良好，實現(xiàn)薄壁復(fù)雜件批量成型鎂鋰合金成形方式三：半固態(tài)壓鑄密度(g/cm3）位置抗拉強(qiáng)度(MPa)屈服強(qiáng)度(MPa)延伸率(%)A2862194.01.55B2912285.0C2852157.01.812401503.0材質(zhì)QY-1(半固態(tài)壓鑄)AZ91D（壓鑄）更低的密度，更高的強(qiáng)度，保持延伸率同時強(qiáng)度提高46MPa，滿足3C領(lǐng)域材料性能要求鎂鋰合金成形方式三：半固態(tài)壓鑄xx輕研2013年的鎂鋰合金筆記本殼體-HPxx輕研提供軍用鎂鋰合金筆記本殼體民用筆電市場可見200mm×600mm扁錠Ф500mm鎂鋰合金圓鑄錠擠壓棒材 大規(guī)格鍛件軋制板材具有自主知識產(chǎn)權(quán)的真空高純凈超輕高強(qiáng)鎂鋰合金制備技術(shù)，世界最大的高品質(zhì)真空熔鑄鎂鋰合金生產(chǎn)能力,

占世界產(chǎn)量的80%以上國內(nèi)鎂鋰合金市場占有率超過95%。市場向性價比高的第一名聚集，我年產(chǎn)能上千噸我們能提供鑄錠、板帶箔、管棒型線、鍛件等全系列產(chǎn)品！我們創(chuàng)造了多項世界第一全球首架鎂鋰合金四旋翼防爆無人機(jī)鎂鋰合金光電吊艙-世界首次應(yīng)用戰(zhàn)機(jī)飛行員頭瞄零部件-世界首次應(yīng)用世界上最薄鎂合金箔材——14微米2021年預(yù)計在30顆衛(wèi)星中結(jié)構(gòu)應(yīng)用。。。。。。中國最早實現(xiàn)鎂鋰合金產(chǎn)業(yè)化單位（2010年）我們研制的高強(qiáng)“不銹”鎂鋰合金2015年在

Nature Materials(IF:38.89)上發(fā)表--未來將引領(lǐng)鎂合金的發(fā)展，有更廣闊的應(yīng)用空間。不同鎂合金在鹽水腐蝕后的表面形貌將不同鎂合金在室溫3.5%鹽水浸泡48小時以上，普通鎂合金在鹽水中幾個小時就開始變色，浸泡后腐蝕嚴(yán)重，表面呈暗黑色，而Mg-Li-X合金浸泡后表面呈明亮的金屬光澤，幾乎未受到腐蝕，呈現(xiàn)出“不銹”特征，耐蝕性能優(yōu)異。“不銹”鎂鋰合金金屬光澤無腐蝕普通鎂合金暗黑色腐蝕嚴(yán)重與其它廠家所做的鎂鋰合金耐蝕性比較我們擁有世界領(lǐng)先的真空制備工藝，能得到耐腐蝕性能好、力學(xué)性能高、組織均勻，氣孔夾渣等冶金缺陷少的鎂鋰合金.2012年surface首次采用鎂合金外殼AZ31聯(lián)想小新系列，機(jī)身采用鎂合金（AZ91D），最新聯(lián)想小新Air14

2021重1.38kg。Lg

Gram系列，機(jī)身采用合金（AZ31B），最新LgGram

14

2021重量為999g。戴爾靈越13

7000（羽感鎂合金輕薄本）機(jī)身采用鎂合金，13.3英寸筆記本重量為955g.P鎂 Tanasonic的oughbookCF-SV8，采用AZ91D，12.1英寸筆記本重量為

919

g二、高強(qiáng)鎂合金的在筆電領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展壓鑄鎂合金AZ91D市場在努力開發(fā)高強(qiáng)度、低成本的變形鎂合金筆電殼體材質(zhì)狀態(tài)抗拉強(qiáng)度(MPa) 屈服強(qiáng)度(MPa) 延伸率(%)密度降低的同時，強(qiáng)度和塑性顯著提高，滿足3C領(lǐng)域材料性能要求AZ31卷材密度 板材厚度（g/cm3）（mm）AZ31O1.770.5293206195052O2.680.524514412二、高強(qiáng)鎂合金的在筆電領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展AZ31擠壓板AZ31薄板輕研合金卷式法連續(xù)軋制能大幅度降低高強(qiáng)變形鎂合金的生產(chǎn)成本材質(zhì)狀態(tài)密度板材厚度（g/cm3）（mm）抗拉強(qiáng)度(MPa)屈服強(qiáng)度(MPa)延伸MB15(ZK61M)O1.810.5335237205052O2.680.524514412率(%)二、高強(qiáng)鎂合金的在筆電領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展密度大幅降低，強(qiáng)度和塑性顯著提高，滿足3C領(lǐng)域材料性能要求ZK61M擠壓板ZK61M卷材xx輕研合金在新型高強(qiáng)鎂合金的發(fā)展思路用應(yīng)

航空航天突

3C領(lǐng)域破

交通運輸減重需求三大難題強(qiáng)度低難成形易腐蝕四種應(yīng)對措施1、開發(fā)600MPa變形鎂合金具有比強(qiáng)度優(yōu)勢，挖掘鎂合金作為輕質(zhì)合金在重要結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用潛力。2、開發(fā)可卷式軋制高韌鎂合金室溫易二次加工（如沖壓），降低高附加值變形鎂合金板材的應(yīng)用成本。3、開發(fā)“不銹”

鎂合金產(chǎn)品在Mg-Li-X耐蝕鎂合金的基礎(chǔ)上開發(fā)“不銹”鎂合金產(chǎn)品，解決鎂合金應(yīng)用范圍的制約4、低成本化原鎂成本降低、短工藝流程路線、技術(shù)裝備提升、規(guī)?；?jīng)營，降本增效，提升鎂合金的市場競爭力。超輕高強(qiáng)鎂合金未來的應(yīng)用趨勢我們可沖壓的300MPa高強(qiáng)、低成本的AZ80、AZ91卷材料通過設(shè)計加強(qiáng)筋可使鎂合金所做筆電殼體能變得更輕更薄，像航空航天減重件一樣設(shè)計。我們在材料研究與開發(fā)中不斷努力，未來研究技術(shù)的突破將會使新型鎂合金在筆電中應(yīng)用越來越廣，未來300MPa的新型鎂鋰鑄造合金和400MPa的新型變形鎂鋰合金、500~600MPa的超高強(qiáng)鎂合金將會筆電殼體變得更輕、更強(qiáng)、更薄、更耐蝕、更散熱、更抗震、更綠色環(huán)保、更低成本，希望我們與設(shè)計師一起共同努力來突破！三、鋁鋰合金的研究進(jìn)展鋰，最輕的固態(tài)金屬元素，鋁中極限固溶度高可達(dá)15at%鋁中每加1%的鋰，密度降低3%，剛度提高6%。航天領(lǐng)域，

“克克計較”，運載器減輕1

kg，發(fā)射費用節(jié)省約1-2萬美元。用其代替常規(guī)的高強(qiáng)度鋁合金可使結(jié)構(gòu)質(zhì)量減輕10%-20%，剛度提高15%-20%，因此，在未來航天領(lǐng)域?qū)l(fā)揮越來越重要的作用。3C領(lǐng)域用鋁鋰合金研發(fā)方面，我們開展以1420為代表的400MPa級輕質(zhì)鋁鎂鋰合金和以2195、2A97為代表600MPa級的高強(qiáng)鋁銅鋰合金性能改進(jìn)提高，同時開發(fā)新型鑄造鋁鋰合金、低密度（2.4）鋁鋰合金和新一代3C用可氧化著色鋁鋰合金。三、鋁鋰合金的研究進(jìn)展

2020減重計劃鋁鋰合金的特點：低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度、良好的耐腐蝕性能和卓越的超塑成型性能A350飛機(jī)與A330相比，減重8噸，應(yīng)用鋁鋰合金實現(xiàn)減重2.5噸航天飛機(jī)超輕貯箱使用鋁鋰合金實現(xiàn)減重3.4噸三、鋁鋰合金在3C中應(yīng)用可陽極化，色彩均勻美觀高強(qiáng)5A90鋁鋰合金序號性能5A90-T61密度g/cm32.472抗拉強(qiáng)度MPa4053屈服強(qiáng)度MPa2554伸長率%65彈性模量GPa73.86熱膨脹系數(shù)10-6℃-124.47泊松比0.33三、鋁鋰合金在3C中應(yīng)用可陽極化，色彩均勻美觀高強(qiáng)8090鋁鋰合金序號性能8090-T81密度g/cm32.552抗拉強(qiáng)度MPa4603屈服強(qiáng)度MPa3804伸長率%45彈性模量GPa776熱膨脹系數(shù)10-6℃-1247泊松比0.33三、輕研合金的高強(qiáng)、超高強(qiáng)鋁鋰合金鋁鋰合金航空機(jī)箱 原來（6061鋁合金）的2kg減重至1.8kg，減重9.5%我們是世界少有生產(chǎn)全系列鋁鋰合金及零部件單位，鋁鋰具體在3C應(yīng)用前景鋁鋰合金吊艙，減重10%以上鋁鋰合金鍛件+機(jī)加工原來（

2

A

1

2

鋁合金）

的6

4

0

g

減重至5

7

0

g

，

減重11.15%四、xx鄭州輕研合金簡介我國輕金屬專業(yè)領(lǐng)域唯一的大型科研機(jī)構(gòu)國家鋁冶煉工程技術(shù)研究中心國家輕金屬質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心中國鋁業(yè)卓越技術(shù)中心中國鋁業(yè)股份有限公司博士后科研工作站中國輕金屬學(xué)術(shù)委員會秘書長單位國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在我國的技術(shù)歸口單位之一溫室氣體自愿減排交易項目審定與核證機(jī)構(gòu)國家高新技術(shù)企業(yè)通過了中國質(zhì)量、職業(yè)健康安全和環(huán)境三大管理體系認(rèn)證通過了武器裝備質(zhì)量體系認(rèn)證是世界