现代铸造镁合金及其熔炼技术

《现代铸造镁合金及其熔炼技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、现代铸造镁合金及其熔炼技术济南大学耿浩然1镁及其合金的应用目前，在世界范围内得到开发和应用的材料中，镁及其合金材料因具有密度小及可回收利用等多方面的优点而格外引人注目。与地球地壳中其他金属元素的含量相比，镁元素在地球地壳中的含量仅在铝、铁之后，位居第三，约占地壳质量的2.7％。同时，占地球表面积70％的海洋也是一个天然的镁资源宝库，据预算，每立方米海水中约含有1.3Kg的镁，仅死海一处的镁，若能得到全部的开发，就可供人类使用22000年。此外，镁合金作为最轻质商用金属工程材料，因其具有密度小、比强度和比刚度高、阻尼减振降

2、燥能力强、液态成型性能优越、能屏蔽电磁辐射和易于回收利用等一系列符合“21世纪绿色结构材料”的特征，使其特别适合在汽车、摩托车等交通工具和计算机、通讯、仪器仪表、家电、轻工、军事等领域的应用。也正是看到镁及其合金材料表现出的这些优异特性和其具有的潜在价值，所以自1808年金属镁被发现后，人们就从未停止过镁的开发和应用，只不过在最初的一百多年里，由于镁价格和技术两大瓶颈问题，加之铝的使用而推迟了镁的广泛应用。但20世纪80年代以来，随着两大瓶颈问题的突破，镁及其合金材料的开发应用呈现高速增长态势。截止2000年，世界镁的产

3、量就已达42万～64万吨/年（含再生镁），而镁合金在汽车等运载机械上的应用也以每年15％的速度快速增长，远远高于其他金属材料，可以说这在近代工程技术材料的应用中是前所未有的。因此，大力进行镁及其合金材料的开发和应用对于现实人类的可持续发展必将产生重要而深远的影响。中国是世界上镁资源最丰富的国家，菱镁矿探明储量约占世界的1/4，具有发展镁产业的先天性基础条件。此外，中国不但是一个摩托车生产、消费和出口大国，也是一个潜在的汽车生产和消费大国，镁及镁合金产品的市场应用前景广阔。但目前中国镁及镁合金产业的发展与国外相比还存在较大

4、的差距，资源优势没有很好地转化为技术优势和经济优势。因此，大力发展镁及镁合金产业对于中国的可持续发展将具有非常重要的战略意义。虽然目前铝合金行业消费的镁最多，但近年来增长速度已减缓，而压铸用镁量（目前主要是汽车和IT行业）则呈快速增长之势。预计到2005年交通工具产业镁合金需求量将达到3.55万吨，到2010年达到17.64万吨。至于电子产业的3C产品，预计2005年应用镁合金达到1.62t，2010年达到3.15t。除这两大产业外，其他产业的用量也将迅速增长。目前，通过压铸等方法生产的镁合金零部件已被广泛用于汽车、电子

5、通讯、航空航天、兵器以及日用品等领域。（1）航空航天领域镁合金由于具有密度小的巨大优势，因此随着其耐热耐蚀性能的提高，将来完全可以用来替代耐热铝合金、钛合金零件。特别是密度最小的Mg-Li系合金，具有很高的强度、韧性和可塑性，是航空航天及重要运输工具很有发展前途的材料。目前，在我国的航空航天工业上，除少数型号外，几乎所有在制和新研究的飞机、发动机、机载雷达、地空导弹、运载火箭、人造卫星、飞船上均选用了镁合金构件。如某型号的飞机选用了300～400项镁合金构件，镁合金零件最大尺寸达2米多，最大质量达300Kg.。（2）汽车

6、、摩托车工业镁合金的应用虽然没有像航空、航天领域中应用那么成熟，但在过去的10年中，镁合金压铸件在汽车上的使用量上升了15％。随着国家“十五”科技攻关项目“镁合金应用开发与产业化”的深入实施，中国汽车工业在此项目中受益良多，效果明显，不少企业取得了相当的进展。如重庆长安集团公司完成了JL462Q发动机变速器上、下壳体用镁合金替代铝合金的产品试制，已形成年产1500t汽车变速器压铸的生产能力。2003年底，变速器上下壳体、箱体延伸体和缸罩等7个零件已批量装车，并通过了小批量装车试验，目前正在进行批量生产前的最后中批量装车考

7、核中；此外，该公司还打算用镁合金取代更多的零部件，如方向盘、座椅内架等，逐步使每辆车用量达到20Kg。一汽集团试制成功了气门室罩盖、变速箱盖、发动机油喷等镁合金压铸件，其中气门室罩盖已通过装车试验。东风汽车公司以镁合金变速箱上盖的产业化应用为重点突破对象，完成了10万次规范的台架试验，并顺利通过考核；同时对已装车的真空助力器中间隔板、左右脚踏步的应用情况调查表明其应用效果良好。（3）电子工业电子工业室当今发展最为迅速的行业，也是新兴的镁合金应用领域。目前镁合金在电子行业中的应用场合主要有电视、电脑、摄录像器材及通讯器材等

8、，产品有便携式电脑外壳、手机外壳、摄像机外壳等。（4）国防工业领域由于镁及镁合金耐冲击，如果能够开发出与铝合金耐蚀性能相当的镁合金，则其在兵器等各种军用领域将有着广阔的应用前景。如照明弹用镁粉、穿甲弹用高比强度镁合金弹托材料，以及可用变形镁合金制造的战术航空导弹舱段、副翼蒙皮、壁板和雷达、卫星上用的镁合金井字梁、相机