镁合金铸造方面的发展

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1、镁合金铸造方面的发展镁合金具有高比强度、高比弹性模量、高阻尼减震性、高导热性、高静电屏蔽性、高机械加工性和极低的密度等优点。从20世纪40年代开始，镁合金被广泛地应用在汽车、航空、航天等领域，进入90年代后期，镁合金产品开始用于自行车、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，可大大减轻重量，降低燃油消耗；当采用镁合金制造手机、笔记木电脑和一些家用电器的外壳时，能显著增强产品的散热能力和抗震能力，并能有效地减轻对人体和周围环境的电磁辐射危害；当采用镁合金制造汽车零件时，能增强汽车

2、的安全性和舒适性。I大I此，世界上镁合金在汽车和电子器材小的用量都在以20%的速度增长。这是近代金屈工程材料小前所未有的。另外镁合金可全部回收利用，是有利于环保的一种绿色金属，乂被誉为“21世纪的绿色工程材料”。1.铸造镁合金的发展按成形工艺，镁合金可分为铸造镁合金和变形镁合金，两者在成分、组织性能上存在很大差异。铸造镁合金主要用于汽车零件、机件壳罩和电气构件等；变形镁合金主要用于薄板、挤压件和锻件等。铸造镁合金比变形镁合金的应用要广泛得多。木文主要介绍铸造镁合金的发展。铸造镁合金大致可以分为三

3、个阶段：(1)第一个阶段是一个基础阶段主要在镁中加入铝和锌，即Mg-Al-Zn系合金。这类合金可得到与铸造铝合金相近的抗拉强度。我国的ZM5、英国的L121及美国的AM80A都属于这类合金，主要添加元索为铝，I何锌的含量较低，主要是因为锌含量增加时，容易出现显微疏松。(2)第二个阶段是一个改进阶段在镁中加入链，常见的含钻合金系有Mg-Zn-Zr,Mg-RE-Zr等。错在镁合金中的主要作用就是细化镁合金晶粒，从而提高镁合金的屈服强度，并使镁合金具有良好的抗疲劳性能和较低的缺口敏感性。缺点仍然是因为

4、结晶间隔较宽，容易出现显微疏松和热裂倾向。所以目前应用最多的是不含错压铸镁合金Mg-Alo另外为了提高镁合金高温抗蠕变性能，产生了以稀土元索为丄要组元的镁合金。(3^第三下阶段是提高阶段在镁合金中加入银，银合金化后能增强时效强化效应，大大提高了镁合金的高温强度和蠕变抗力，但会降低合金耐蚀性能。2.镁合金的液态成型方式当前，镁合金的液态成型仍然以压力铸造、重力铸造为主，镁合金采用其他铸造方式，如低压铸造、熔模铸造等形式较少，其中压铸为镁合金最主耍的成型方式。2.1镁合金压铸压铸是镁合金最主要、应用

5、最广泛的成形工艺。因镁合金热流动性好，很适合于薄壁件的压铸生产。镁合金压铸始于20世纪20年代中期的徳国Volkswagen汽车公司。Z后，美国、前苏联、日木以及欧洲的一些国家和继在汽车制造行业采用镁合金压铸结构件，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、轮篩、汽缸体、汽缸盖、分配支架、油泵壳体、过滤器外壳等。自20世纪80年代以来，随着镁合金成本的不断降低,镁合金开始在汽车、计算机、通讯设备上得到越来越多的应用，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备技术发展

6、比较早，但是我国在解放后才开始有口己的镁工业。近几年来，随着我国汽车工业、电子通讯工业的飞速发展，对镁合金压铸件的需求与日俱增，我国的镁压铸行业发展很快。我国镁合金压铸件产量由1995年的1562吨提高到2005年的8960吨，7年里产量增长了4倍多，平均年增长率达60%。利用镁合金压铸件代替传统铸铁、铸钢件，甚至代替铝压铸件,正成为制造业特别是汽车制造业的发展趋势。全国已冇许多家工厂在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

7、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，同时开发镁合金的各类加工材；青岛金谷镁业股份公司着力开发3C电子类产品用镁合金制品。虽然传统的压铸方法生产的镁合金压铸件得到广泛利用，但其不能进行热处理强化,也不能在较高的温度卜•使用。为了消除这些缺陷，提高压铸件的内在质量，扩大压铸技术的使用范围,专家们近些年来在传统压铸工艺的基础上研究开发了一些新的压铸技术：如半固态压铸、真空压铸、充氧压铸和超高速压铸法等。这些新技术在消除镁合金压铸件的铸造缺陷，提高其力学性能及表面和内在质量上均取得良好

8、的效果。其中真空压铸以其极低的铸件含气量、较好的设备兼容性和优异的铸件性能等优点得到了高度重视和大力发展。2.2镁合金重力铸造重力铸造是镁合金成型方法中比较传统的，壁厚较厚的铸件目前仍多采用这种方式。重力铸造又包括砂型铸造、金属模铸造、半金属模铸造、壳型铸造、熔模铸造。镁合金的砂型铸造经历了口然砂、二氧化碳砂、门硬树脂砂的发展阶段。它主耍用于航天领域，因为它们与铝和其他材料相比具冇重量轻的优点。熔模铸造在铝合金、钛合金中应用很广，但在镁合金中采用的比较少，I、的处于研发阶段。23镁合金彳氐压铸造