液态金属也称非晶合金或金属玻璃,是一种新型的金属合金。液态金属拥有独特的原子结构,其原子排列完全无序,而传统金属材料原子结构则排列有序。它是金属却有了流动的形态;它极轻却又极强、极硬,是超越铝、镁、钛等传统轻合金的颠覆性材料;它可一次性成型,无需机加工的繁复程序;它是轻合金材料的颠覆者,可应用于3C、汽车、医疗等多个领域,正在逐步占领市场。
为什么选择液态金属成型工艺?
液态金属加工工艺是使用一种特殊的金属合金,它具有非常优越的性能,采用的是类似于注塑成型工艺。 这就为金属零件制造和以上加工工艺不能实现的部件提供了一种新的可能性。其基本性能体现在三个方面:
1、高强度、高硬度,液态金属的强度是铝、镁合金的10倍以上,不锈钢、钛合金的1.5倍以上。在轻合金中,液态金属的比强度(单位密度的强度)也是最高的。
2、极强的耐磨性和耐腐蚀性。
3、液态金属在散热性、电磁屏蔽性方面均在轻合金中出类拔萃,而且在加热条件下不易变形、不易导热。
液态金属成型工艺有哪些优势?
1、精度
液态金属工艺,最终成型的产品在尺寸精度和可重复性上是可以和机加工工艺相媲美,没有附加的成本和废弃材料。LM105的液态金属合金模具成型工艺,其缩水率非常小,仅有0.4%;
2、抗腐蚀性
独特的LM105液态金属合金对比其他材料,如316不锈钢这种通常被认为可以广泛应用于腐蚀环境中的材料,具有惊人的抗腐蚀性。液态金属合金的这种优越的抗腐蚀性在工业应用中更加有利。潜在应用包括:汽车装饰件和在苛刻条件下应用的产品:防护产品、牙科领域产品、工业设备、食品加工设备组件、航海领域产品、医疗设备、户外运动设备组件等等。
3、表面处理
液态金属材料可以将粗糙度做到0.05Ra μm以下,这是相当优异的性能。对其他任何工艺来说,如果不做例如超精加工、研磨或抛光等二次加工,都如法达到这种效果。在一些应用领域,反光性能是非常重要的,液态金属合金的产品表面光洁度可以达到高光反射效果。不仅如此,液态金属合金还可以进行抛光,其独特的抛光效果取决于它的非晶组织。液态金属合金没有其他金属一样的晶体结构,同样材料内部也没有类似晶界的组织,不会影响产品的反射性能。使用液态金属合金,表面光洁度的要求不需要牺牲其他的性能。
4、弹性、强度及硬度
LM105液态金属合金与其他不同工艺的材料进行对比,其性能均优于其他合金。LM105液态金属合金的另一个独特优势是具有高弹性(弹性形变1.8%)。这个特性可以应用于其他金属不能满足的特定领域,包括:
· 要求在压力下弯曲,且不能屈服变形的医疗设备;
· 可以反复弯曲,且不能出现塑性变形或者硬化的压力传感器;
· 每当压缩到固定尺寸都能达到一个特定的力的精密弹簧。
LM105成型后的硬度(洛氏硬度53)是可以和后加工与热处理后的不锈钢相媲美的。但是对于液态金属合金,他的硬度是均匀的,而不仅仅是在表面。因此在耐磨或者抗划痕的应用领域,液态金属会更加合适。
5、磁性
液态金属合金被分类为无磁性材料,表现为顺磁性。液态金属合金不能加磁,与其他磁性物体接触也不会保留任何磁性。电磁开关的外壳,核磁共振设备的组件,或者高射频功率的应用领域,使用液态金属的这个特性会更合适。
总结
液态金属不仅具有优异的性能,同时可以采用注塑成型的方式成型,为设计者提供了一种全新的选择。独特的工艺优势也给液态金属加工带来了不小的成本优势。液态金属制品基本上是一次净成型,且表面光洁度高,省却大量的后加工,效率非常高。液态金属拥有的众多优势造就其拥有非常广阔的应用空间,目前已经开始应用在环保、医疗、通讯、新能源汽车、消费电子、体育器材、智能穿戴等领域,在不久的将来,也将应用于航空、航天等领域。
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