铸造镁合金的应用和技术进展

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1、铸造镁合金的应用和技术进展90年代以来，在世界范围内，镁作为一种迅速崛起的工程金属材料，每年以15%的速率保持快速增长，远远高于铝、铜、锌、镍以及钢铁，这在近代工程金属材料的应用中是前所未有的。以镁合金压铸件为例，根据国际镁协会(InternationalMagnesiumAssociation)和HydroMagnesium的估计，1991年，在全球镁合金压铸件中，镁的应用已达到24000t。此后每年以15%—20%的速率稳步增长，及至1997年，已达64000t。2000年突破100000t大关。到2008年，可能增加到240

2、000t规模，其中80%是汽车工业的应用。　　1铸造镁合金的应用　　1.1航空航天领域　　就航空材料而言，结构减重和结构承载与功能一体化是飞机机体结构材料发展的重要方向。镁由于其低密度、高比强度的特性使得其很早就在航空工业上得到应用。航空材料减重带来的经济效益和性能的改善十分显著，商用飞机与汽车减重相同重量带来的燃油费用节省，前者是后者的近100倍。而战斗机的燃油费用节省又是商用飞机的近10倍，更重要的是其机动性能改善可以极大提高其战斗力和生存能力。正因为如此，航空工业才会采取各种措施增加镁合金的用量。　　1.2军事领域　　镁合金

3、重量轻、比强度和刚度好、减振性能好、电磁干扰屏蔽能力强等特点能满足军工产品对减重、吸噪、减震、防辐射的要求。　　1.3汽车领域　　镁合金用作汽车零部件通常表现为以下优点：　　1)提高燃油经济性综合标准，降低废气排放和燃油成本，据测算，汽车所用燃料的60%消耗于汽车自重，汽车每减重10%，耗油将减少8%-10%;　　2)重量减轻可以增加车辆的装载能力和有效载荷，同时还可改善刹车和加速性能;铸造招聘上铸才网www.zhuzaohr.com　　3)可以极大改善车辆的噪音、振动现象。　　1.4摩托车领域　　50多年来，经过不断的技术革新，

4、镁合金在摩托车上的应用也不断在广度和深度上进行扩展，应用车型从赛车扩展到运动型摩托、轻便型摩托、概念型摩托，覆盖欧美日十几种主要摩托车品牌，镁合金应用部件涵盖动力系统，传动系统以及各种摩托车附件四十余种，其中仅英国的Dymay轮毂就应用多达400种车型。国内摩托车镁合金的应用目前尚属空白，重庆隆鑫率先试制出型号为LXl50的“镁合金绿色概念摩托车”，在国内引起了广泛的关注，所采用的12个零部件如今已有3个实现了规模化生产。　　1.53C领域　　3C产品——Computer，Communication，Consum·erElectr

5、onicProduct(计算机类、通讯类、消费类电子产品)是当今全球发展最快的产业，数字化技术导致了各类数字化产品的不断涌现。镁合金3C产品最早出现于日本，1998年，日本厂商开始在各种可携式商品(如PDA.手机等)采用镁合金材质，如今运用镁合金最普遍的3C产品是笔记本电脑，也是由日本Sony公司率先推出的。在3C产品朝着轻、薄、短、小方向发展趋势的推动下，近年来镁合金的应用得到了持续增长。　　2铸造镁合金的熔炼技术　　2.1铸造镁合金液的阻燃技术　　2.1.1熔剂保护法　　利用低熔点的化合物在较低的温度下熔化成液态，在镁合金液面

6、铺开，因阻止镁液与空气接触从而起到保护作用。现在普遍使用的熔剂由无水光卤石(MgCI2—铸造招聘上铸才网www.zhuzaohr.comKC)为主，添加一些氟化物、氯化物组成。该剂使用较方便，生产成本低，保护使用效果好，适合于中小企业的生产特点。但是，该剂使用前要重新脱水，使用时会释放出呛人的气味。由于熔剂的密度较大会逐渐下沉，需要不断添加。使用过程中释放出大量有害气体，污染环境、腐蚀厂房严重。因此，研究新型的覆盖、精炼效果好且无公害的镁合金熔剂是一项重要课题。　　2.1.2气体保护法　　气体保护法是在镁合金液的表面覆盖一层惰性气

7、体或者能与镁反应生成致密氧化膜的气体，从而隔绝空气中的氧，采用的主要保护气体是SF6、S02、CO2、Ar、N2等。为了进一步提高保护作用和减少较贵的SF6气体的用量，国外一般在SF6气体中混合空气或其他干燥气体如CO：混合气体保护效果好，但是存在以下问题：　　1)污染环境，SF6会产生S02、SF4等有毒气体，SF6对全球变的作用是CO2的24900倍;　　2)设备复杂，需要复杂的混气装置和密封装置;　　3)腐蚀设备，显著降低坩埚使用寿命。　　2.1.3合金化法　　过去人们采用在镁合金中添加铍元素来提高镁合金的阻燃性能，但铍的毒

8、性较大，且加入量过高会引起晶粒粗化和增加热裂倾向，因此受到添加量的限制。日本学者研究认为，添加一定量的钙能明显提高镁合金的着火点温度，但是存在着加入量过高，且严重恶化镁合金的力学性能。同时加入钙和锆具有阻燃效果。国内研究认为，在镁合金AZ91D中加