鎂合金具有高比強(qiáng)度伍纫、高比彈性模量遏填、高阻尼減震性隧庐、高導(dǎo)熱性、高靜電屏蔽性莫彩、高機(jī)械加工性和極低的密度等優(yōu)點(diǎn)鬼胸。

　　從20世紀(jì)40年代開始，鎂合金被廣泛地應(yīng)用在汽車琼牧、航空恢筝、航天等領(lǐng)域，進(jìn)入90年代后期巨坊，鎂合金產(chǎn)品開始用于自行車撬槽、電子產(chǎn)品以及其他民用領(lǐng)域。

　　當(dāng)用鎂合金制作汽車趾撵、飛機(jī)零件時侄柔，可大大減輕重量，降低燃油消耗占调；當(dāng)采用鎂合金制造手機(jī)暂题、筆記本電腦和一些家用電器的外殼時，能顯著增強(qiáng)產(chǎn)品的散熱能力和抗震能力究珊，并能有效地減輕對人體和周圍環(huán)境的電磁輻射危害薪者；當(dāng)采用鎂合金制造汽車零件時，能增強(qiáng)汽車的安全性和舒適性剿涮。因此言津，世界上鎂合金在汽車和電子器材中的用量都在以20％ 的速度增長。這是近代金屬工程材料中前所未有的取试。另外鎂合金可全部回收利用署氏，是有利于環(huán)保的一種綠色金屬，又被譽(yù)為“21世紀(jì)的綠色工程材料”奥徒。

　　1．鑄造鎂合金的發(fā)展

　　按成形工藝嫉卵，鎂合金可分為鑄造鎂合金和變形鎂合金，兩者在成分吐捞、組織性能上存在很大差異。鑄造鎂合金主要用于汽車零件蜕裳、機(jī)件殼罩和電氣構(gòu)件等吹蜡；變形鎂合金主要用于薄板、擠壓件和鍛件等呈锣。鑄造鎂合金比變形鎂合金的應(yīng)用要廣泛得多锤衡。本文主要介紹鑄造鎂合金的發(fā)展。

　　鑄造鎂合金大致可以分為三個階段：

　∶胱肌（1）第一個階段是一個基礎(chǔ)階段 主要在鎂中加入鋁和鋅试郎，即Mg-A1-Zn系合金。這類合金可得到與鑄造鋁合金相近的抗拉強(qiáng)度供役。我國的ZM5泻帮、英國的L121及美國的AM80A都屬于這類合金精置，主要添加元素為鋁，而鋅的含量較低锣杂，主要是因?yàn)殇\含量增加時脂倦，容易出現(xiàn)顯微疏松。

　≡（2）第二個階段是一個改進(jìn)階段 在鎂中加入鋯赖阻，常見的含鋯合金系有Mg-Zn-Zr，Mg-RE-Zr等踱蠢。鋯在鎂合金中的主要作用就是細(xì)化鎂合金晶粒火欧，從而提高鎂合金的屈服強(qiáng)度，并使鎂合金具有良好的抗疲勞性能和較低的缺口敏感性茎截。缺點(diǎn)仍然是因?yàn)榻Y(jié)晶間隔較寬苇侵，容易出現(xiàn)顯微疏松和熱裂傾向。所以目前應(yīng)用最多的是不含鋯壓鑄鎂合金Mg-Al稼虎。另外為了提高鎂合金高溫抗蠕變性能衅檀，產(chǎn)生了以稀土元素為主要組元的鎂合金。

　【垂摇（3）第三個階段是提高階段 在鎂合金中加入銀倾氮，銀合金化后能增強(qiáng)時效強(qiáng)化效應(yīng)，大大提高了鎂合金的高溫強(qiáng)度和蠕變抗力永韭，但會降低合金耐蝕性能英甜。

　　2．鎂合金的液態(tài)成型方式 　

　　當(dāng)前，鎂合金的液態(tài)成型仍然以壓力鑄造徊押、重力鑄造為主埃灿，鎂合金采用其他鑄造方式，如低壓鑄造呢旋、熔模鑄造等形式較少绝开，其中壓鑄為鎂合金最主要的成型方式。

　　2.1 鎂合金壓鑄

　　壓鑄是鎂合金最主要奸先、應(yīng)用最廣泛的成形工藝剑督。因鎂合金熱流動性好，很適合于薄壁件的壓鑄生產(chǎn)币芽。鎂合金壓鑄始于20世紀(jì)20年代中期的德國VolksWagen 汽車公司菠食。之后，美國西设、前蘇聯(lián)瓣铣、日本以及歐洲的一些國家相繼在汽車制造行業(yè)采用鎂合金壓鑄結(jié)構(gòu)件，如曲軸箱、傳動軸外殼棠笑、空調(diào)機(jī)外殼梦碗、變速箱殼體、駕駛艙儀表板腐晾、輪箍叉弦、汽缸體、汽缸蓋藻糖、分配支架淹冰、油泵殼體、過濾器外殼等巨柒。自20 世紀(jì)80 年代以來,隨著鎂合金成本的不斷降低,鎂合金開始在汽車樱拴、計算機(jī)、通訊設(shè)備上得到越來越多的應(yīng)用,其中絕大部分為鎂合金壓鑄件洋满。

　　盡管世界范圍內(nèi)鎂合金及制備技術(shù)發(fā)展比較早晶乔，但是我國在解放后才開始有自己的鎂工業(yè)。近幾年來居然，隨著我國汽車工業(yè)奖肋、電子通訊工業(yè)的飛速發(fā)展，對鎂合金壓鑄件的需求與日俱增郑喊，我國的鎂壓鑄行業(yè)發(fā)展很快遣拔。我國鎂合金壓鑄件產(chǎn)量由1995年的1562噸提高到2005年的8960噸，7年里產(chǎn)量增長了4倍多阎臂，平均年增長率達(dá)60％嘶刚。利用鎂合金壓鑄件代替?zhèn)鹘y(tǒng)鑄鐵、鑄鋼件贺勿，甚至代替鋁壓鑄件紧碴，正成為制造業(yè)特別是汽車制造業(yè)的發(fā)展趨勢。全國已有許多家工廠在從事鎂合金壓鑄件生產(chǎn)和研究甩卷，如深圳拔较、東莞等數(shù)家工廠在生產(chǎn)筆記本電腦外殼、手機(jī)外殼鎂合金壓鑄件等劝薄。重慶鎂業(yè)科技股份公司笙隙，將以摩托車和輕型汽車用鎂合金及其零部件為重點(diǎn)，同時開發(fā)鎂合金的各類加工材坎缭；青島金谷鎂業(yè)股份公司著力開發(fā)3C電子類產(chǎn)品用鎂合金制品。

　　雖然傳統(tǒng)的壓鑄方法生產(chǎn)的鎂合金壓鑄件得到廣泛利用签钩，但其不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化,也不能在較高的溫度下使用掏呼。為了消除這些缺陷,提高壓鑄件的內(nèi)在質(zhì)量,擴(kuò)大壓鑄技術(shù)的使用范圍,專家們近些年來在傳統(tǒng)壓鑄工藝的基礎(chǔ)上研究開發(fā)了一些新的壓鑄技術(shù):如半固態(tài)壓鑄、真空壓鑄、充氧壓鑄和超高速壓鑄法等憎夷。這些新技術(shù)在消除鎂合金壓鑄件的鑄造缺陷,提高其力學(xué)性能及表面和內(nèi)在質(zhì)量上均取得良好的效果莽鸿。其中真空壓鑄以其極低的鑄件含氣量、較好的設(shè)備兼容性和優(yōu)異的鑄件性能等優(yōu)點(diǎn)得到了高度重視和大力發(fā)展拾给。

　　2.2 鎂合金重力鑄造

　　重力鑄造是鎂合金成型方法中比較傳統(tǒng)的祥得，壁厚較厚的鑄件目前仍多采用這種方式。重力鑄造又包括砂型鑄造蒋得、金屬模鑄造级及、半金屬模鑄造、殼型鑄造额衙、熔模鑄造饮焦。

　　鎂合金的砂型鑄造經(jīng)歷了自然砂、二氧化碳砂氛拜、自硬樹脂砂的發(fā)展階段甫蚊。它主要用于航天領(lǐng)域，因?yàn)樗鼈兣c鋁和其他材料相比具有重量輕的優(yōu)點(diǎn)子钾。

　　熔模鑄造在鋁合金即贰、鈦合金中應(yīng)用很廣，但在鎂合金中采用的比較少团弧，尚處于研發(fā)階段疲籍。

　　2.3 鎂合金低壓鑄造

　　低壓鑄造是介于重力鑄造和高壓鑄造的一種鑄造方法，具有充型平穩(wěn)胃肖，補(bǔ)縮效果良好的特點(diǎn)吸自，同時密封充型可以防止鎂合金暴露在大氣中而引起氧化燃燒，是鎂合金成型方法中一種比較好的方式徊激，但長期以來這種成型方式在鎂合金中應(yīng)用很少窥扭，主要是人們對于鎂合金低壓鑄造的過程缺乏了解。

　　3．鎂合金鑄造時存在的問題

　　3.1 鎂合金的熔體保護(hù)

　　由于鎂合金液很容易氧化,而且表面生成的氧化膜比較疏松,因此熔煉鎂合金時,防止氧化至關(guān)重要贿汞。鎂合金的熔體保護(hù)主要有兩種方法,即熔劑保護(hù)和氣體保護(hù)逼肯。

　　目前國內(nèi)外常使用的保護(hù)熔劑是商品化的RJ系列熔劑。其中桃煎，用得最廣泛的RJ-2熔劑的組分主要為氯鹽和氟鹽篮幢。用保護(hù)熔劑熔煉通常會帶來以下問題：①氯鹽和氟鹽高溫下易揮發(fā)產(chǎn)生有毒氣體，如HCl为迈，HF等三椿。②由于熔劑的密度較大，部分熔劑會隨同鎂液混入鑄型造成“熔劑夾渣”葫辐。③熔劑揮發(fā)產(chǎn)生的氣體有可能滲入合金液中搜锰，成為材料使用過程中的腐蝕源伴郁，加速材料腐蝕，降低使用壽命蛋叼。因此焊傅，尋找氯鹽和氟鹽的代用材料或減少氯鹽和氟鹽的使用量，減少污染狈涮，提高保護(hù)效果狐胎，是開發(fā)鎂合金熔煉保護(hù)熔劑的努力目標(biāo)。

　　自20世紀(jì)60年代以來楣苇，一些專家學(xué)者開始尋找氣體保護(hù)劑粮按。通過大量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了對鎂合金液有一定保護(hù)作用的氣體跑腮，如SF6晌箍，BF3，CF4帮冶，CClF2剿恬，CO2等。通過進(jìn)一步研究隧帜，SF6的保護(hù)性能較好铡暂，使用SF6存在的問題主要是用量的控制問題，生產(chǎn)中如何根據(jù)熔煉保護(hù)狀態(tài)自動調(diào)節(jié)SF6的壓力豫柿、流量倡油，達(dá)到既有利于保護(hù)，又減少SF6用量的目的剧灰，仍是SF6氣體保護(hù)正在有待深入研究的課題栓栋。

　　3.2 鎂合金鑄件的質(zhì)量問題

　　在鑄造生產(chǎn)中，鑄件的質(zhì)量是諸多因素的綜合反映匣吊，是多工藝流程配合的最終體現(xiàn)儒拂，與成形工藝、模具條件色鸳、環(huán)境狀況等密切相關(guān)社痛。目前鎂合金鑄件在生產(chǎn)中會出現(xiàn)變形、欠鑄命雀、留痕蒜哀、冷隔、拉痕吏砂、縮孔撵儿、裂紋等鑄造缺陷。有的缺陷會影響后續(xù)工序的加工質(zhì)量狐血，影響性能统倒，降低使用壽命寨典，甚至危及安全。為避免缺陷產(chǎn)生房匆，需采取一定工藝對策，主要從鑄造設(shè)備灶昏、生產(chǎn)環(huán)境茬麻、原材料等方面提出改進(jìn)意見和對策，為鑄造工藝指明改進(jìn)方向言雀，提高鑄件質(zhì)量模譬。

　　另外鎂合金強(qiáng)度不高，尚不能用于重要的結(jié)構(gòu)件上刚哼；耐蝕性低啥读，尤其是耐電化學(xué)腐蝕性能不高；高溫使用性能明顯偏低丹残。

　　4．今后的發(fā)展方向

　　4.1 鑄型設(shè)計

　　由于鎂合金的化學(xué)然枫、物理參數(shù)及鑄造特性與鋁合金有很大差異，因此鑄型設(shè)計則不能完全套用鋁合金壓鑄型設(shè)計原則搬体。由于目前實(shí)際應(yīng)用的鎂合金種類很少雾诈，鎂合金鑄型的研究亦未引起重視。隨著鑄造鎂合金種類和數(shù)量的日益增多垮川，研制開發(fā)成本較低的鑄型材料陶店、加工工藝、制定鑄型設(shè)計原則將成為今后鎂合金鑄造不可忽視的一個課題逾条。

　　4.2 鑄造過程數(shù)值模擬

　　通過數(shù)值模擬琢岩，在計算機(jī)上進(jìn)行虛擬鑄造成型，觀察鑄造生產(chǎn)全過程师脂，了解合金液在充型和凝固過程中發(fā)生的各種現(xiàn)象担孔，為型腔、澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)設(shè)計提供更科學(xué)的依據(jù)危彩。

　　通過對充型過程流場攒磨、溫度場的數(shù)值模擬，能夠較準(zhǔn)確地表達(dá)鑄造成型過程中流動和傳熱規(guī)律汤徽，并可精確地顯示澆不足娩缰、冷隔、熱節(jié)的位置谒府，對提高工藝設(shè)計水平拼坎、保證成型鑄件的質(zhì)量和提高生產(chǎn)率、延長模具的使用壽命等具有重要意義完疫。而目前對壓鑄鎂合金的充型規(guī)律泰鸡、充型性能與壓鑄工藝參數(shù)的關(guān)系债蓝、充型臨界壁厚等了解甚少，因此障翼，亟需進(jìn)行系統(tǒng)研究缚宜。

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