镁合金制件的发展趋势.doc

镁合金制件的发展趋势天津科技大学090131（仅供学弟们交流学习，你懂得）镁合金制件的发展趋势摘要：本文概述了镁合金的特点、镁合金产业的动向、镁合金技术的新进展及其在交通、车辆 、3C 产品中的应用前景 。关键词：镁合金 特点 新进展 应用前景在各种压铸用的合金中，镁合金的密度最小（1.7-1.83g/cm3）,只相当于钢的1/4、铝合金的2/3左右，而镁合金力学性能又很好，是一种优良的轻质结构材料。另外、镁合金又具有熔点低、凝固快、凝固收缩小、不腐蚀钢制模具等特点，这决定了其良好的压铸性能，故镁合金压铸件的应用正在逐渐扩大。镁合金有很高的比强度，比铝合金更为优越，镁合金有良好的刚度和减震性，在承受冲击载荷时，能吸收较大的冲击能量，铸镁合金在低温下仍有良好的力学性能，可制造在低温下工作的零件，镁合金具有优良的脱模性能，在压铸时，与铁的亲和力小，即使采用较小的出模斜度也不会出现粘模现象，模具寿命比铝合金长，至少比铝合金高出4-5倍，并且成分和尺寸的稳定性也都较好，同时还具有良好的切削加工性。虽然镁合金有很多优点，但同时它也有一些缺点，镁合金具有极高的氧化活性，极易氧化，严重时会导致燃烧，这是一个不利于镁合金应用的有害性质。目前我国已初步形成镁合金高新技术产业。镁合金开发应用及产业化是“十五” 科技攻关重大项目之一 ,全国共有21个省、自治区、直辖市及计划单列市的4个研究院所、7所高校、20多家企业直接参与了项目实施。目前已初步建立了从镁合金前沿高科技研发到产业研发技术开发的技术研发体系 , 突破了一批前沿核心技术和产业化关键技术 ,并培育组建了十几家有关镁合金及制品的股份制公司 , 建立了一批镁合金产业化基地 ,已经形成从高品质镁合金生产、镁合金关键设备与工艺 ,交通领域 ( 汽 车、摩托车、列车) 和 3C 产品 ( 计算机、通讯、消费类、电子) 镁合金应用产品开发生产到产业化环境与示范基地建设的一条完整的技术创新产业链。随着国内镁合金专业及集团生产企业逐步提升镁合金质量 ,加上价格上的巨大优势 ,中国产镁合金开始冲击国际镁合金市场 ,但从质量上来讲 ,其中仍不乏次品。现阶段镁合金技术已经取得了新的进展。1、高强度镁合金：日本东北大学金属材料研究所开发出了具有高强度、高延展性、耐热、质轻的镁合金。这种镁合金 的强度至少是以往镁合金的2.5倍 ,是目前世界上强度最高的镁合金。这种镁合金是在急速冷却条件下将镁、锌和钇的金属粉末按一定比例混合 ,用高压挤压而成 ,其中镁、锌、钇的原子数比例为9712 。这一构成使新的镁合金既具有高强度又富有延展性。2、耐热镁合金：新开发的镁合金在镁中添加了钙、稀土类元素以及锌等成分 ,钙和稀土类元素提高了材料的耐热性 ,而锌则增加了柔软性。实验证明,即使在高压状态下 ,在 175 的高温下放置约 100 h ,这种镁合金也不会变形。新开发的镁合金可以用来生 产变速机的包装盒等形状复杂的部件。现已作为便携信息装置的外装材料而迅速普及。3、阻燃镁合金：有关单位一直都在进行与镁合金有关的技术开发 ,如消除镁合金重大缺点之一 ,即降低着火燃烧危险性的新合金“阻燃性镁合金”的开发、镁合金表面改质技术的开发以及采用 FSW 的镁合金焊接等。 阻燃性镁合金的引燃温度比普通情况下提高了200300,通过增强其着火燃料性 ,提高了安全性。4、耐蚀镁合金：镁合金的耐蚀性问题可通过两个方面来解决 : 严格限制镁合金中的 Fe 、Cu 、Ni 等杂质元素的含量。例如 ,高纯 AZ91 HR 美合金在盐雾试验中的耐蚀性大，约是 AZ91C 的 100 倍 ,超过了压铸铝合金 A380 ,比低 碳钢还好得多。对镁合金进行表面处理。根据不同的耐蚀性要求 ,可选择化学表面处理、阳极氧化处理、有机物涂覆、电镀、化学镀、热喷涂等方法处理。例如,经化学镀的镁合金 ,其耐蚀性超过了不锈钢。5、变形镁合金：虽然目前铸造镁合金产品用量大于变形镁合金 ,但经变形的镁合金材料可获得更高的强度 ,更好的延展性及更多样化的力学性能 ,可以满足不同场合结构件的使用要求。因此 ,开发变形合金 ,是其未来更长远的发展趋势。新型变形镁合金及其成型工艺的开发 ,已受到国内外材料工作者的高度重视。美国成功研制了各种系列的变形镁合金产品 ,如通过挤压和热处理后的ZK60高强变形镁合金 ,其强度及断裂韧性可相当于时效状态的A17075或A17475合金 ,而采用快速凝固 ( RS) + 粉末冶金 ( PM) + 热挤压工艺开发的Mg - Al - Zn 系EA55 RS变形镁合金 ,成为迄今报道的性能最佳的镁合金 ,其性能不但大大超过常规镁合金。镁合金现阶段的应用前景,是作为工业品外壳取代塑料。和塑料相比 ,镁合金更轻 强度更高 ,抗振动 ,能吸收电磁辐射 ,80 %以上的镁合金还可再回收利用 ,对环境污染小。以上这些特性 ,使镁合金被称为“绿色金属”,广泛应用于航空航天、军用品 ,交通工具、机械 、设备、通信设备、办公设备、光学设备、体育用品等10 多个领域 ,是21世纪的朝阳产业。1、应用于车辆镁合金压铸件由于具有重量轻、延伸率高 ,减震 性能强、屏蔽性能好、易加工、易回报等诸多优良特性 ,因此具有良好的社会效益和经济效益 ,目前已被 发达国家广泛用于汽车仪表板、座椅支架、变速箱体、方向操纵系统部件、发动机罩盖、车门、框架、发 动机缸体等零部件上。镁合金零件带给汽车的好处是显而易见的。一 是它的质量轻 ,换用镁合金能减轻整车重量 ,也就间接减少了燃油消耗量。二是它的比强度高于铝合金和钢 ,比刚度接近铝合金和钢 , 能够承受一定的负荷。三是它具有良好的铸造性和尺寸稳定性 ,容易 加工 ,废品率低 ,从而降低生产成本。四是它具有良好的阻尼系数 ,减振量大于铝合金和铸铁 ,用于壳体可以降低噪声 ,用于座椅、轮圈可以减少振动 ,提高 汽车的安全性和舒适性。2、应用于3C产品3C 产品 (计算机类、通讯类、消费类电子产品) 是当今全球发展最为快速的产业 ,镁合金与传统 3C产品所使用的材料相比 ,具有如下优越性 : 轻量化、刚性较高、