1、装备学院石峰0911010224镁合金简介 镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小（1.8g/cm3镁合金左右），比强度高，弹性模量大，消震性好，比强度高，弹性模量大，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。在实用
2、金属中是最轻的金火箭等工业部门。在实用金属中是最轻的金属属,镁的比重大约是铝的镁的比重大约是铝的2/3，是铁的，是铁的1/4。它。它是实用金属中的最轻的金属是实用金属中的最轻的金属,高强度、高刚高强度、高刚性。性。其加工过程及腐蚀和力学性能有许多特点：质量轻、刚性好、具有一定的耐蚀性和尺寸稳定性、抗冲击、耐磨、衰减性能好及易于回收；另外还有高的导热和导电性能、无磁性、屏蔽性好和无毒的特点。镁合金的比重虽然比塑料重，但是，单位重量的强度和弹性率比塑料高，所以，在同样的强度零部件的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。另外，由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高，因此，在不减少零部件的强度下，
3、可减轻铝或铁的零部件的重量。镁合金相对比强度（强度与质量之比）最高。比刚度（刚度与质量之比）接近铝合金和钢，远高于工程塑料。在弹性范围内，镁合金受到冲击载荷时，吸收的能量比铝合金件大一半，所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。镁合金熔点比铝合金熔点低，压铸成型性能好。镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当，一般可达250MPA，最高可达600多Mpa。屈服强度，延伸率与铝合金也相差不大。镁合金还个有良好的耐腐蚀性能，电磁屏蔽性能，防辐射性能，可做到100%回收再利用。镁合金件稳定性较高压铸件的铸造行加工尺寸精度高，可进行高精度机械加工。镁合金具有良好的压铸成型性能，压铸件壁厚最小可达0.5mm。适应制
4、造汽车各类压铸件。在航天的应用在航天的应用镁合金是航空器、航天器和火箭导弹制造工业中使用的最轻金属结构材料。镁的重量比铝轻，比重为1.8，强度也较低，只有200300兆帕(2030公斤/毫米2)，主要用于制造低承力的零件。镁合金在潮湿空气中容易氧化和腐蚀，因此零件使用前，表面需要经过化学处理或涂漆。德国首先生产并在飞机上使用含铝的镁合金。镁合金具有较高的抗振能力，在受冲击载荷时能吸收较大的能量，还有良好的吸热性能，因而是制造飞机轮毂的理想材料。镁合金在汽油、煤油和润滑油中很稳定，适于制造发动机齿轮机匣、油泵和油管，又因在旋转和往复运动中产生的惯性力较小而被用来制造摇臂、襟翼、舱门和舵面等活动零
5、件。民用机和军用飞机、尤其是轰炸机广泛使用镁合金制品。镁合金在汽车上的应用汽车上的应用(1)壳体类。如离合器壳体、阀盖、仪表板、变速箱体、曲轴箱、发动机前盖、气缸盖、空调机外壳等。(2)支架类。如方向盘、转向支架、刹车支架、座椅框架、车镜支架、分配支架等。特殊镁合金材料的自行车镁合金轿车车轮航天上的应用手机电话，笔记本电脑上的液晶屏幕的尺寸年年增大，在它们的枝撑框架和背面的壳体上使用了镁合金。虽然镁合金的导热系数不及铝合金，但是，比塑料高出数十倍，因此，镁合金用于电器产品上，可有效地将内部的热散发到外面。在内部产生高温的电脑和投影仪等的外壳和散热部件上使用镁合金。电视机的外壳上使用镁合金可做到
6、无散热孔。电磁波屏蔽性:镁合金的电磁波屏蔽性能比在塑料上电镀屏蔽膜的效果好，因此，使用镁合金可省去电磁波屏蔽膜的电镀工序。在硬盘驱动器的读出装置等的振动源附近的零件上使用镁合金。若在风扇的风叶上使用镁合金，可减小振动达到低骚音。此外，为了在汽车受到撞击后提高吸收冲击力和轻量化，在方向盘和坐椅上使用镁合金。然而，近年来镁合金的应用广泛性仍远不如铝合金，究其原因主要是目前的镁合金还存在着显著的缺点：绝对强度仍然偏低，尤其是高温 学性能较差，当温度升高时，它的强度和抗蠕变性能往往大幅度下降；室温塑性低、变形加工能力较差；化学活性高、易于氧化燃烧、使其熔炼加工困难；抗腐蚀性差，缺乏有效和积极的腐蚀防护
7、途径。因此，发展高性能镁合金及其成形加工技术等是最近若干年镁合金研究的重要课题。镁合金铸件中的圆形气泡和梨形气泡常分布在铸件的表面或靠铸型的一面，或者靠型芯的一面，有时也分布在铸件出气冒口的部位 化学转化处理化学转化处理镁合金的化学转化膜按溶液可分为：铬酸盐系、有机酸系、磷酸盐系、KMnO4系、稀土元素系和锡酸盐系等。传统的铬酸盐膜以Cr为骨架的结构很致密，含结构水的Cr则具有很好的自修复功能，耐蚀性很强。但Cr具有较大的毒性，废水处理成本较高，开发无铬转化处理势在必行。镁合金在KMnO4溶液中处理可得到无定型组织的化学转化膜，耐蚀性与铬酸盐膜相当。碱性锡酸盐的化学转化处理可作为镁合金化学镀镍
8、的前处理，取代传统的含Cr、F或CN等有害离子的工艺。化学转化膜多孔的结构在镀前的活化中表现出很好的吸附性，并能改镀镍层的结合力与耐蚀性。有机酸系处理所获得的转化膜能同时具备腐蚀保护和光学、电子学等综合性能，在化学转化处理的新发展中占有很重要的地位。化学转化膜较薄、软，防护能力弱，一般只用作装饰或防护层中间层。阳极氧化阳极氧化阳极氧化可得到比化学转化更好的耐磨损、耐腐蚀的涂料基底涂层，并兼有良好的结合力、电绝缘性和耐热冲击等性能，是镁合金常用的表面处理技术之一。传统镁合金阳极氧化的电解液一般都含铬、氟、磷等元素，不仅污染环境，也损害人类健康。近年来研究开发的环保型工艺所获得的氧化膜耐腐蚀等性能
9、较经典工艺Dow17和HAE有大程度的提高。优良的耐蚀性来源于阳极氧化后Al、Si等元素在其表面均匀分布，使形成的氧化膜有很好的致密性和完整性。一般认为氧化膜中存在的孔隙是影响镁合金耐蚀性能的主要因素。研究发现通过向阳极氧化溶液中加入适量的硅-铝溶胶成分，一定程度上能改善氧化膜层厚度、致密度，降低孔隙率。而且溶胶成分会使成膜速度出现阶段性快速和缓慢增长，但基本上不影响膜层的X射线衍射相结构。但阳极氧化膜的脆性较大、多孔，在复杂工件上难以得到均匀的氧化膜层。金属涂层金属涂层 一般采用化学转化膜法先浸锌或锰等，再镀铜，然后再进行其它电镀或化学镀处理，以增加镀层的结合力。镁合金电镀层有Zn、Ni、C
10、u-Ni-Cr、Zn-Ni等涂层，化学镀层主要是Ni-P、Ni-W-P等镀层。单一化学镀镍层有时不足以很好地保护镁合金。有研究通过将化学镀Ni层与碱性电镀Zn-Ni镀层组合，约35m厚的镀层经钝化后可承受800-1000h的中性盐雾腐蚀。也有人采用化学镀镍作为底层，再用直流电镀镍能得到微晶镍镀层，平均结晶颗粒大小为40nm，因晶粒的细化而使镀层孔隙率大大降低，结构更致密。电镀或化学镀是同时获得优越耐蚀性和电学、电磁学和装饰性能的表面处理方法。缺点是前处理中的Cr、F及镀液对环境污染严重；镀层中多数含有重金属元素，增加了回收的难度与成本。由于镁基体的特性，对结合力还需要改善。激光处理激光处理激光
11、处理主要有激光表面热处理和激光表面合金化两种。激光表面热处理又称为激光退火，实际上是一种表面快速凝固处理方式。而激光表面合金化是一种基于激光表面热处理的新技术。激光表面合金化能获得不同硬度的合金层，具有冶金结合的界面。利用激光辐照源的熔覆作用在高纯镁合金上还可制得单层和多层合金化层。采用宽带激光在镁合金表面制备Cu-Zr-Al合金熔覆涂层时，由于涂层中形成的多种金属间化合物的增强作用，使合金涂层具有高的硬度、弹性模量、耐磨性和耐蚀性。而由于稀土元素Nd的存在，在经过激光快速熔凝处理之后得到的激光多层涂敷，晶粒得到明显细化，能提高熔覆层的致密性和完整性。激光处理能处理复杂几何形状的表面，但镁合金
12、在激光处理时易发生氧化、蒸发和产生汽化、气孔以及热应力等问题，设计正确的处理工艺至关重要。铝、镁合金的固溶或均匀化热处理方法 镁合金的表面处理方法 镁合金加工专用模具组 镁合金在喷灌设备上的应用 镁合金在制做合金门窗及其型材方面的应用 耐热阻燃压铸镁合金及其熔炼铸造工艺 镁合金锻造成型新工艺 镁合金的熔炼方法-镁合金雕刻板镁合金雕刻板 高耐腐蚀性表面处理镁合金制品及其制造方法 铝镁合金电缆桥架型材 铝镁合金电缆桥架 披覆有色彩薄膜的镁合金产品 铝镁合金电缆桥架型材、高强度镁合金及其制备方法 镁合金专用水平连铸机 一种镁合金熔炼阻燃保护的方法 镁合金表面处理工艺 镁合金表面处理方法 镁合金的表面
13、处理方法及镁合金构件 镁及镁合金环保型阳极氧化电解液及其应用 一种用于制备镁合金锭料的方法 一种镁合金粒的制备方法及其产品 镁合金薄壁铸造的压铸方法 镁合金切削工艺的火灾危险性镁合金切削工艺的火灾危险性 镁屑性质活泼,高温下极易燃烧。镁合金切削过程中,镁屑切口处大部分是未氧化的镁和镁合金。由于金属镁属一级遇湿易燃品,着火点及最小引燃能量低,加之切屑薄而小,比表面积大,因此高温环境下在空气中极易燃烧。高速切削时会产生高温,引燃镁屑。机械加工时,为充分发挥刀具的切削性能,提高生产效率和工件质量,一般要求较高的切削速度。而高速度的切削往往会使金属切屑的温度高达700C 1 000C,当缺乏冷却液的有
14、效供应时,高温将足以引燃镁屑起火。镁屑燃烧温度高,火灾蔓延速度快,扑救难度大。镁一旦发生火灾,其燃烧温度可达3 000C,燃烧热值高达25 121 kJ/kg。当镁屑呈粉状时与空气混合遇火能发生爆炸。此外,由于镁高温时遇水可发生化学反应放出氢气,故金属镁火灾中,水、泡沫、四氯化碳等灭火剂都受到限制,干粉、卤代烷灭火剂的灭火效果亦不明显,扑救难度大。随着全球范同内的能源、资源紧缺以及各国对环境保护的日益重视，航空航天、信息产业和国防军工等国民经济支柱产业的快速发展，对高比强度、高比刚度等高性能结构材料的需求与日俱增，高性能轻量化镁合金 必然会得刮越来越广泛的关注、研究和使用。所以，我们需要整合高校、科研院所的基础研究优势与企业的产品研发优势，以市场需求为牵引，尽快开发高效、实 用、经济的镁合金加工新技术，占据国际镁资源技术一体化优势，推动我国镁产业的蓬勃发展。国内外关于镁合金的研究工作为进一步提高变形镁合金的室温及高温性能提供了依据，即通过优化凝固条 件、热处理条件、变形T艺等手段，来调控合金的晶粒 度、LPSO结构、时效析出相等其他相的形成、分布形态、体积分数等，从而借助固溶强化、时效强化、LPSO结构强化、细晶强化、形变强化等手段实现多尺度多因素复合强韧化理论和实践，为制备出更高强度和韧性的耐热镁合金提供了可行性。
