镁合金铸造方面的发展

本文摘要：镁合金具备高比强度、高比弹性模量、低阻尼隔热性、低导热性、低静电屏蔽性、低机械加工性和极低的密度等优点。从20世纪40年代开始，镁合金被普遍地应用于在汽车、航空、航天等领域，转入90年代后期，镁合金产品开始用作自行车、电子产品以及其他民用领域。

镁合金具备高比强度、高比弹性模量、低阻尼隔热性、低导热性、低静电屏蔽性、低机械加工性和极低的密度等优点。从20世纪40年代开始，镁合金被普遍地应用于在汽车、航空、航天等领域，转入90年代后期，镁合金产品开始用作自行车、电子产品以及其他民用领域。

当用镁合金制作汽车、飞机零件时，可大大减低重量，减少燃油消耗；当使用镁合金生产手机、笔记本电脑和一些家用电器的外壳时，能明显强化产品的风扇能力和抗震能力，并能有效地减低对人体和周围环境的电磁辐射危害；当使用镁合金生产汽车零件时，能强化汽车的安全性和舒适性。因此，世界上镁合金在汽车和电子器材中的用量都在以20％的速度快速增长。这是近代金属工程材料中前所未有的。

另外镁合金可全部重复使用利用，是不利于环保的一种绿色金属，又被誉为“21世纪的绿色工程材料”。1．铸镁合金的发展按成形工艺，镁合金可分成铸镁合金和变形镁合金，两者在成分、的组织性能上不存在相当大差异。

铸镁合金主要用作汽车零件、机件壳罩和电气构件等；变形镁合金主要用作薄板、断裂件和锻件等。铸镁合金比变形镁合金的应用于要普遍得多。

本文主要讲解铸镁合金的发展。铸镁合金大体可以分成三个阶段：（1）第一个阶段是一个基础阶段主要在镁中重新加入铝和锌，即Mg-A1-Zn系合金。

这类合金可获得与铸铝合金相似的抗拉强度。我国的ZM5、英国的L121及美国的AM80A都归属于这类合金，主要加到元素为铝，而锌的含量较低，主要是因为锌含量减少时，更容易经常出现显微镜质地。（2）第二个阶段是一个改良阶段在镁中重新加入锆，少见的含锆合金系由有Mg-Zn-Zr，Mg-RE-Zr等。锆在镁合金中的主要起到就是细化镁合金晶粒，从而提升镁合金的屈服强度，并使镁合金具备较好的抗疲劳性能和较低的缺口敏感性。

缺点依然是因为结晶间隔较宽，更容易经常出现显微镜质地和热裂偏向。所以目前应用于最少的是含锆合金钢镁合金Mg-Al。另外为了提升镁合金高温外用脆性性能，产生了以稀土元素为主要组元的镁合金。

（3）第三个阶段是提升阶段在镁合金中重新加入银，银合金化后能强化时效增强效应，大大提高了镁合金的高温强度和脆性抗力，但不会减少合金耐蚀性能。2．镁合金的液态成型方式当前，镁合金的液态成型依然以压力铸、重力铸居多，镁合金使用其他铸方式，如高压铸、熔模铸造等形式较较少，其中合金钢为镁合金最主要的成型方式。

2.1镁合金合金钢合金钢是镁合金最主要、应用于最普遍的成形工艺。因镁合金热流动性好，很合适于薄壁件的合金钢生产。镁合金合金钢始自20世纪20年代中期的德国VolksWagen汽车公司。之后，美国、前苏联、日本以及欧洲的一些国家陆续在汽车生产行业使用镁合金合金钢结构件，如曲轴箱、传动轴外壳、空调机外壳、变速箱壳体、驾驶舱仪表板、轮箍、汽缸体、汽缸垫、分配支架、油泵壳体、过滤器外壳等。

自20世纪80年代以来,随着镁合金成本的大大减少,镁合金开始在汽车、计算机、通讯设备上获得更加多的应用于,其中绝大部分为镁合金压铸件。尽管世界范围内镁合金及制取技术发展较为早于，但是我国在解放后才开始有自己的镁工业。近几年来，随着我国汽车工业、电子通讯工业的飞速发展，对镁合金压铸件的市场需求与日俱增，我国的镁合金钢行业发展迅速。

我国镁合金压铸件产量由1995年的1562吨提升到2005年的8960吨，7年里产量快速增长了4倍多，平均值年增长率约60％。利用镁合金压铸件替换传统铸铁、铸钢件，甚至替换铝压铸件，于是以沦为制造业尤其是汽车制造业的发展趋势。全国有数许多家工厂在专门从事镁合金压铸件生产和研究，如深圳、东莞等数家工厂在生产笔记本电脑外壳、手机外壳镁合金压铸件等。重庆镁业科技股份公司，将以摩托车和轻型汽车用镁合金及其零部件为重点，同时研发镁合金的各类加工材；青岛金谷镁业股份公司着力研发3C电子类产品用镁合金制品。

虽然传统的合金钢方法生产的镁合金压铸件获得普遍利用，但其无法展开热处理增强,也无法在较高的温度下用于。为了避免这些缺失,提升压铸件的内在质量,不断扩大合金钢技术的用于范围,专家们近些年来在传统合金钢工艺的基础上研究研发了一些新的合金钢技术:如半固态合金钢、真空合金钢、充氧合金钢和超高速合金钢法等。

这些新技术在避免镁合金压铸件的铸缺失,提升其力学性能及表面和内在质量上均获得较好的效果。其中真空合金钢以其极低的铸件不含气量、较好的设备兼容性和出色的铸件性能等优点获得了高度重视和大力发展。2.2镁合金重力铸重力铸是镁合金成型方法中较为传统的，壁薄坚硬的铸件目前仍多使用这种方式。

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