1．引言

　　自20世紀(jì)90年代初開始沐飘，國際上主要金屬材料的應(yīng)用發(fā)展趨勢發(fā)生了顯著變化杰趾，鋼鐵磺则、銅、鉛篡呆、鋅等傳統(tǒng)材料的應(yīng)用增長緩慢汽后，而以鎂合金為代表的輕金屬材料異軍突起面旋，以每年20%的速度持續(xù)增長。鎂合金可分為鑄造鎂合金和變形鎂合金两胃。鎂合金按合金成分不同主要分為Mg-AI-Zn-Mn系吟沮、Mg-AI-Mn系和Mg-AI-Si-Mn系、Mg-AI-RE系专肪、Mg-Zn-Zr系和Mg-Zn-RE系糙箍。

　　2．鎂合金的性能特點及應(yīng)用現(xiàn)狀

　　鎂合金具有以下幾方面的特點：

　　(1)重量輕：鎂合金的比重約1.7，為鋅的1/4牵祟，鋼的1/5深夯，甚至比鋁合金(比重約2.7)的比重也輕1/3。

　　(2)鎂合金具有的“高強度诺苹、重量輕”特性使其可在鋼咕晋、鑄鐵、鋅合金甚至鋁合金的傳統(tǒng)應(yīng)用中取代上述材料收奔。

　　(3)優(yōu)良的導(dǎo)熱性掌呜、相對于工程塑料極佳的吸震性，較佳的機械強度坪哄、抗沖擊性及耐磨性质蕉。

　　(4)抗EMI電磁波：鎂合金為非磁性金屬，電磁遮蔽性能優(yōu)良翩肌。

　　(5)尺寸穩(wěn)定性高：不易因環(huán)境溫度變化及時間而改變模暗。

　　(6)可回收：鎂合金具有100%完全回收的特性，更符合當(dāng)今環(huán)保要求念祭。

　　(7)機械加工特性：如果設(shè)鎂切削所需動力為1沽票，則鋁是1.8，黃銅是2.3裙系，鑄鐵是3.5憋考；且比重輕，切削慣性小眼膊，可高速切削绪樊。

　　鎂合金的主要用途在于輕量化。目前鎂合金壓鑄品的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)以汽車零組件為主舆鸿，約占80%以上藐篡，其次為3C產(chǎn)業(yè)，其它如自行車惕衩、器材工具挨伯、運動用品及航天國防也都在其應(yīng)用范圍之內(nèi)侥镀。

　　鎂合金的主要用途

　　應(yīng)用產(chǎn)業(yè)——應(yīng)用產(chǎn)品

　　汽車零件——車座支架协超、儀表板及托架履绎、電動窗電機殼體、升降器及輪軸電樞雕什、油門踏板缠俺、音響殼體、后視鏡架　　

　　自行車零件——避震器零件贷岸、車架壹士、曲柄、花殼偿警、三/五通零件躏救、輪圈、剎車手把   

　　電子通訊——筆記本計算機外殼螟蒸、MD外殼盒使、移動電話外殼、投影機外殼   

　　航天國防——航空用通信器和雷達(dá)機殼七嫌、飛機起落架輪殼   

　　運動用品——網(wǎng)球拍少办、滑雪板固定器、球棒诵原、射弓中段與把手   

　　器材工具——手提電動鋸機殼英妓、魚釣自動收線匣、控制閥狠寒、相機機殼呈篱、攝像機殼

　　日本鎂合金產(chǎn)品應(yīng)用統(tǒng)計

　　信息、通訊產(chǎn)品77％：其中：筆記本計算機39%伐狼，數(shù)字?jǐn)z影機19%优诵，移動電話14%，數(shù)碼相機5%疟骤，投影儀6%药阔，其它電子產(chǎn)品17%。

　　汽陨梅、機車零件18%：其中：汽車零件88%译教，機車零件12%。

　　農(nóng)林機械5％：其中：農(nóng)林業(yè)機械41%押强，電動工具27%拖揩，運動用品8%，其它24%溜棉。

　　 可以鎂合金化的汽車零件

　　懸吊系統(tǒng)總成——零件名稱：車輪丽示，備用輪胎，控制臂(2個，后方)肾砂，控制臂(2個列赎，前方)，引擎架镐确，后方支架

　　內(nèi)裝總成——零件名稱：儀表板包吝、橫梁，儀表板支架源葫，椅背椅座诗越，氣囊零件

　　方向盤總成——方向盤零件

　　車身總成——零件名稱：保險桿補強橫梁，鑄造車門內(nèi)襯息堂，鑄造A/B柱嚷狞，擋風(fēng)片開關(guān)補強材，行李架荣堰，側(cè)鏡

　　剎車系統(tǒng)總成——零件名稱：ABS零件感耙，離合器/剎車踏板托架，踏板零件

　　電氣機械零件——交流電箱持隧，音響/EEC零件即硼，雨刷電機，交流電/AC托架

　　動力系統(tǒng)總成——傳動(閥體腕浴、箱圣谴、側(cè)蓋、啟動器)阅六，傳動箱(總重量12kg的15%)母赶，發(fā)動機組，支撐托架芒单，罩套(油/水泵万杉，機車馬達(dá))，汽缸蓋抗躺，吸氣歧管奸冶，引擎支架，油蓋蛀篓，前蓋

　　3．鎂合金加工的問題

　　基于以上優(yōu)異的特性卢历，使鎂合金在未來發(fā)展中具有很強的優(yōu)勢，更符合當(dāng)代對環(huán)境保護(hù)丸爵、可持續(xù)發(fā)展的要求蜒秤，是取代鋼鋁材的最佳選擇。由于鎂金屬化學(xué)活性大亚斋，給鎂合金零部件的加工帶來一系列的問題作媚，妨礙了鎂合金的推廣使用，主要體現(xiàn)在：

　　(1)極易產(chǎn)生電化腐蝕。在冶煉纸泡、制造上需特別注意漂问，在防蝕處理上也較其它金屬困難。因此弟灼，為了使鎂合金的應(yīng)用更加廣泛，對于鎂合金的腐蝕機制冒黑、防蝕機制田绑、表面處理技術(shù)及工件防蝕設(shè)計，需要有更多的處理程序抡爹。

　　(2)燃點低掩驱。在切削過程中必須考慮溫度的影響，以防止切屑燃燒冬竟，并在加工中要采取相應(yīng)的措施和條件才能真正杜絕事故的發(fā)生欧穴。   

　　(3)工件變形的問題。鎂合金的線膨脹系數(shù)比鋼和鑄鐵大悟津，切削熱山椎、溫差等因素都會直接影響鎂合金零件的精度，需要在選擇加工余量宗瓢、刀具幾何參數(shù)徒妒、切削用量以及工裝夾具的設(shè)計、檢測方法的選擇等方面有很好的措施旷厨。

　　4．切削加工技術(shù)要點

　　4.1 加工過程中防銹措施

　　零件應(yīng)整齊排放在指定的庫位乘恩，不允許接觸地面；存放零件的地方應(yīng)采取防潮措施腋意；用布蘸汽油擦拭涂有防銹油的零件表面容蕉，吹干后才能進(jìn)行加工；全部化學(xué)處理工序往软，即啟封亩当、氧化和涂漆工序應(yīng)記錄在過程卡上；零件啟封后到投人加工不得超過15晝夜哟蝉；零件經(jīng)過劃線后桃序，氧化膜會被破壞，因此劃線應(yīng)在最后氧化前進(jìn)行烂瘫；采用干式切削加工媒熊，不得用潤滑油和冷卻液冷卻，加工螺紋時允許用機油潤滑冷卻坟比；全部機械加工工序應(yīng)在最后氧化之前進(jìn)行芦鳍，特殊情況下，允許最后氧化后進(jìn)行個別機械加工。零件的全部銳角應(yīng)倒圓柠衅，以獲得最好的保護(hù)皮仁；從機械加工去氧化膜開始，每隔10晝夜進(jìn)行氧化處理菲宴。

　　4.2 零件表面后續(xù)防銹處理

　　(1)表面預(yù)清洗(前處理)：鎂合金產(chǎn)品經(jīng)由壓鑄或鍛造等程序贷祈，其表面易混人氧化物、潤滑劑喝峦、油脂等污染物势誊，因此前處理的目的在于清潔鎂合金表面以利后續(xù)處理。主要用兩種方法清洗:①機械清洗姚垂，以不同研磨颊鳄、粗拋光、干式及濕式磨蝕噴射等方式達(dá)到要求的表面粗糙度障氛；②化學(xué)清洗谤蚌，以溶劑清洗、堿洗衫沽、酸洗檐鹤，造成其不同的表面狀態(tài)。

　　(2)鈍化處理：鈍化處理是利用金屬表面與溶液間的非電解化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生不溶解酒吠、無機鹽表面薄膜枣象，其目的除了可提高耐蝕能力外，其鈍化膜亦可作為涂裝之基底灶逃，以增加涂裝的附著力舶舅。

　　(3)陽極化處理：陽極處理可產(chǎn)生陽極氧化膜，大幅提升耐蝕能力鬼胸；產(chǎn)生金屬光澤質(zhì)感奸闽，具備美觀裝飾作用，其氧化膜也作為后續(xù)涂裝基底恢筝，增加涂裝的附著力哀卫。如果能在后續(xù)封孔處理得好，生成的致密氧化層可提高表面硬度及抗蝕性撬槽。

　　(4)電鍍處理：利用電鍍技術(shù)可改變鎂合金材料表面顏色此改、外觀，以達(dá)到所需之功能性及裝飾性目的侄柔。一般在考慮提高電鍍層附著力時共啃，會在電鍍處理前進(jìn)行數(shù)次打底的前置處理，如鋅置換暂题、銅置換移剪、無電鍍鎳等究珊。

　　(5)金屬覆層：金屬覆層可進(jìn)一步防蝕及增加表面機械性質(zhì)、硬度纵苛，從而達(dá)到在特殊環(huán)境條件下最終選擇輕量化鎂合金的目的剿涮。

　　4.3 鎂合金加工過程中防止燃燒的措施

　　(1)日常管理過程中的措施

　　在規(guī)定的場地加工鎂合金零件，工作現(xiàn)場需整潔攻人、明亮取试、通風(fēng)。要及時清理工作現(xiàn)場的鎂屑腋殃，不準(zhǔn)在機床旁邊堆放切屑馁掺，而應(yīng)在廠房外指定專用容器放置切屑。每臺加工機床旁應(yīng)配置干粉滅火器或滅火用的干沙的炫。

　　(2)技術(shù)規(guī)范措施

　　選擇合適的切削用量和刀具幾何參數(shù)吐捞，盡量避免小于0.05mm的吃刀深度移卢，保持刀具的鋒利和斷續(xù)切削狀態(tài)蜕裳，避免產(chǎn)生薄的帶狀切屑。   

　　(3)設(shè)備環(huán)境措施

　　盡可能采用干式高速切削涩凑，不使用冷卻液呈锣，空氣自然冷卻，配置沖水排屑裝備宜掏。由于遇水的鎂合金粉末容易產(chǎn)生氫氣秒准，所以生產(chǎn)加工時盡可能使用礦物油(嚴(yán)禁使用酸性切削劑)，對于油類切削液的機床需具有防漏設(shè)計惹虏。另外供役，在清除鎂屑時，盡可能不要接觸水精置。

　　4.4 減少零件加工過程變形的措施

　　鎂合金切削力小计寇，切削能耗低，切削過程中發(fā)熱少脂倦，切屑易斷番宁，刀具磨損小，壽命顯著延長赖阻，因此蝶押，加工鎂合金可進(jìn)行高速、大切削量切削火欧，這在一定程度上抵消了鎂合金價格較高的弱點棋电。原則上任何刀具材料，包括普通碳素鋼都可以用于加工鎂合金苇侵，大批量切削加工時离陶，一般選用硬質(zhì)合金刀具稼虎，金剛石刀具主要用在表面質(zhì)量要求較嚴(yán)的情況，車削鎂合金一般也選用金剛石刀具招刨。但鎂合金燃點低(650℃)敬挂，在加工中必須用礦物油進(jìn)行強力冷卻，并把鎂的切屑迅速從加工區(qū)運走匣酸。另外永韭，高速切削時，鎂合金有粘結(jié)刀具表面形成積屑瘤的情況卡撤。降低變形的措施主要有以下幾方面：

　　(1)技術(shù)規(guī)范：將粗加工與精加工分開徊押，在粗加工階段去除大部分余量，對框架類鎂合金零件企亮，特別是薄壁類零件呢旋，可以采取粘貼阻尼材料的方法降低加工時的切削振動變形⊙壤铮考慮加工過程減震處理奸先，減小切削余量和溫差。粗加工與精加工工序間安排人工或者自然時效及相應(yīng)的回火熱處理谆精，以盡可能釋放零件內(nèi)部應(yīng)力币芽，減小加工后變形。

　　(2)合理的刀具幾何參數(shù)：采用大前角浮笔，一般γ=20°～30°西设，粗加工取較小值，精加工時α=10°～15°,λs=60°～75°答朋。大的刃傾角可增加切削力贷揽。同時，要考慮后刀面的磨損對切削力的影響梦碗，因此禽绪，控制后刀面的磨損保持刀具的鋒利程度也是降低切削力的有效辦法。主偏角對切削力有直接的影響叉弦，減小主偏角丐一、增大切削深度與走刀量的比值對切削區(qū)內(nèi)的散熱有很好的作用。一般主偏角Hγ=30°～45°淹冰。

　　(3)選擇適合的切削用量：采用高速銑削技術(shù)進(jìn)行加工库车，切削熱基本都由切屑帶走，也可以適當(dāng)選擇大走刀量樱拴、大切削深度柠衍。   

　　5．結(jié)語

　　鎂合金正在從一般結(jié)構(gòu)鑄造件向著高性能輕合金結(jié)構(gòu)框架、精密復(fù)雜應(yīng)用條件的方向發(fā)展晶乔，正在由軍工向著民用不斷推廣枪岖，同時加工技術(shù)向數(shù)控化居然、高速化、自動化技術(shù)方向發(fā)展仑连，向材料制備與構(gòu)件成形同時制造的方向發(fā)展郑喊；制造技術(shù)向信息化、數(shù)字化及設(shè)計一制造一體化方向發(fā)展瀑尔。我國鎂合金制造技術(shù)正處在一個新的變革時代阎臂，它將為新一代工業(yè)與民用設(shè)備的研制提供更先進(jìn)的材料與制造技術(shù)。

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