半固態鎂合金鎂加工性能的優點

鎂(mei)有(you)很(hen)好(hao)的(de)加(jia)工(gong)性(xing)能(neng)，也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)有(you)很(hen)好(hao)的(de)鑄(zhu)造(zao)性(xing)能(neng)。和(he)其(qi)它(ta)材(cai)料(liao)比(bi)，它(ta)的(de)製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)很(hen)低(di)，值(zhi)得(de)重(zhong)視(shi)的(de)是(shi)
，盡(jin)管(guan)每(mei)公(gong)斤(jin)鎂(mei)錠(ding)的(de)價(jia)格(ge)要(yao)比(bi)鋁(lv)和(he)鐵(tie)貴(gui)一(yi)些(xie)
，但(dan)它(ta)單(dan)位(wei)體(ti)積(ji)的(de)成(cheng)品(pin)價(jia)格(ge)幾(ji)乎(hu)是(shi)一(yi)樣(yang)的(de)。

鎂的物理化學特性使其比鋁更適合壓鑄大型部件。鎂單位體積的熔化潛熱隻有鋁的2/3
，比熱隻有鋁的3/4，並且有非常低的溶鐵性。這些特性使鎂壓鑄件達到和鋁幾乎相同的生產成本/每公斤。如果再應用生產效率很高的 HOT RUNNER 技術(例如 THIXOMAT的最新成果)，鎂壓鑄部件的生產成本比鋁還要低很多。

1、鎂加工性能的優點

(1)溶化成本隻有鋁的2/3

(2)壓鑄生產效率比鋁高25%，金屬模鑄造比鋁高300—500K，消失模鑄造比鋁高200%

(3)鎂鑄件的表麵質量和外觀明顯比鋁好(因為模具的熱載荷減小，可降低檢查頻率)

(4)模具壽命是鋁的2倍(或更多，根據模腔形狀)

(5)鎂脫棋斜角可很小(可取消隨後的機加工)，而且表麵成形好(因為鎂的粘度低

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、鎂加工性能的缺點

當然和其它材料比，鎂加工也具有一些增加成本的特性，論述如下，鎂加工性能的缺點

(1)和鋁金屬模鑄造相比
，鎂壓鑄生產有較高的殘餘廢料率(和鋁壓鑄廢料產出率相比)

(2)鎂壓鑄或THIXOMOLD的生產設備投資很高。和鋁重力/低壓/硝模等工藝比，鎂壓鑄機很貴(因為需要較高的鎖模力和充型射料速度)，當然它的生產率也是前者的4倍

(3)鎂壓鑄需要較高的試模成本和較長的試製時間，而鋼製部件(製造采用簡單的焊接技術按圖加工)或塑料部件(可采用低成本原型工裝)則簡單得多

(4)和鋁低壓或金屬模鑄造比，鎂壓鑄需要較高的模具成本。因為壓鑄模大並複雜，還要承受高鎖模力(當然高生產率也可降低單件產品的成本)

(5)鎂壓鑄和鋁壓鑄相比，其燒損率要高50K，也就是4%比2%(因為鎂的較高的表麵活性)

(6)鎂壓鑄屑片的回收成本.比鋁高，幹燥的鎂屑片不容易回收，潮濕的就更不容易了

，必須非常小心，防止著火

3、鎂合金與幾種材料的性能比較

性能參數 比重g/cm3 抗拉強度Mpa 比強度 屈服強度Mpa 延伸率% 彈性模量Gpa 比剛度 導熱係數w/mk 減震係數

AZ91D 1.81 250 138 160 7 45 25.86 54 50

A380 2.70 315 116 160 3 71 25.9 100 5

碳鋼 7.86 517 80 400 22 200 24.3 42 15

ABS 1.03 96 93 　 60 　 　 0.9

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、鎂的應用領域

無論是在國內還是在國外，鎂的應用主要集中在鋁合金生產、壓鑄生產、煉鋼脫硫三大領域，還用在稀土合金、金屬還原及其他領域。

由於鎂的密度小
，比強度高，並能與鋁、銅
、鋅等金屬構成高強度合金，因此
，鎂是重要的合金元素。世界上鎂的最大消費領域是作鋁合金添加元素。2002年世界主要地區原鎂消費中，共用了14.56萬噸鎂生產鋁合金，占原鎂消費總量的40%;我國2003年共用2.1萬噸鎂作為鋁合金添加元素
，占消費總量的41%。一般來說
，鎂與原鋁的消費比率約為0.4%。

2002年世界主要地區原鎂消費中
，壓鑄占35%。在鎂壓鑄生產行業中，北美、拉美
、西歐用量最多

，因為汽車製造業促進了市場對鎂需求量的增長。有關統計數字表明，在過去10年裏，鎂合金壓鑄件在汽車上的使用量上升了15%左右，而且這種發展趨勢還會繼續。

歐美
、俄羅斯等地區和國家的不少鋼廠都采用鎂脫硫。2002年世界主要地區原鎂消費中，5.73萬噸用於煉鋼脫硫，占總量的15.70%。我國2003年鋼鐵脫硫用鎂8000噸，占總消費量的15.62%。使用鎂粒的脫硫效果比碳化鈣好，雖然鎂的價格比碳化鈣高，但其用量僅為碳化鈣的1/6—1/7，鎂脫硫總費用較碳化鈣經濟。一般來說，噸鋼消耗鎂粒0.4—0.5公斤，脫硫後含硫量0.001—0.005%。

使用鎂犧牲陽極進行陰極保護

，是一種有效的防止金屬腐蝕的方法，鎂犧牲陽極具有以下特點：防腐性能好

、不需外加直流電源、安裝後自動運行
、不需維護、占地麵積少、工程費用低、與外界環境不發生任何幹擾。鎂犧牲陽極廣泛用於石油管道
、天燃氣

、煤氣管道和儲罐;港口
、船舶、海底管線
、鑽井平台;機場、停車場、橋梁
、發電廠
、市政建設、水處理廠、石化工廠、冶煉廠、加油站的腐蝕防護以及熱水器

、換熱器、蒸發器、鍋爐等設備。

在人體細胞內，鎂是第二重要的陽離子
，它能激活體內多種酶抑製神經異常興奮性，維持核酸結構的穩定性，參與體內蛋白質的合成、肌肉收縮及體溫調節。近代研究證實，動脈硬化
、心腦血管病、高血壓、糖尿病、白內障
、婦女痛經、骨質疏鬆
、抑鬱症均與缺鎂有關。鎂在醫藥領域的應用越來越受重視。

5、鎂合金的應用領域

鎂合金作為目前密度最小的金屬結構材料之一,廣泛應用於航空航天工業
、軍工領域


、交通領域(包括汽車工業
、飛機工業
、摩托車工業
、自行車工業等)、3C領域等。

鎂合金的特點可滿足於航空航天等高科技領域對輕質材料吸噪、減震
、防輻射的要求
，可大大改善飛行器的氣體動力學性能和明顯減輕結構重量。從20世紀40年代開始，鎂合金首先在航空航天部門得到了優先應用。

在國外，B-36重型轟炸機每架用4086kg鎂合金簿板;噴氣式殲擊機“洛克希德F-80”的機翼用鎂板
，使結構零件的數量從47758個減少到16050個;“德熱來奈”飛船的起動火箭“大力神”曾使用了600kg的變形鎂合金;“季斯卡維列爾”衛星中使用了675kg的變形鎂合金;直徑約1米的“維熱爾”火箭殼體是用鎂合金擠壓管材製造的。

我國的殲擊機、轟炸機、直升機
、運輸機、民用機、機載雷達、地空導彈、運載火箭

、人造衛星、飛船上均選用了鎂合金構件：一個型號的飛機最多選用了300-400項鎂合金構件;一個零件的重量最重近300kg;一個構件的最大尺寸達2m多。

在軍工方麵需要鎂合金板材以提高結構件強度,減輕裝備重量,提高武器命中率。目前國內需要的板帶材不得不從國外進口。

6、鎂合金在汽車工業的應用

近二十年來，世界汽車產量持續增長，年均增長率為2.5%。汽(qi)車(che)工(gong)業(ye)發(fa)展(zhan)程(cheng)度(du)是(shi)一(yi)個(ge)國(guo)家(jia)發(fa)達(da)程(cheng)度(du)的(de)重(zhong)要(yao)標(biao)誌(zhi)之(zhi)一(yi)，而(er)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)是(shi)汽(qi)車(che)工(gong)業(ye)發(fa)展(zhan)的(de)重(zhong)要(yao)基(ji)礎(chu)。出(chu)於(yu)節(jie)能(neng)與(yu)環(huan)保(bao)的(de)要(yao)求(qiu)
，汽(qi)車(che)設(she)計(ji)專(zhuan)家(jia)們(men)想(xiang)方(fang)設(she)法(fa)減(jian)輕(qing)汽(qi)車(che)體(ti)重(zhong)，以(yi)達(da)到(dao)減(jian)少(shao)汽(qi)油(you)消(xiao)耗(hao)和(he)廢(fei)氣(qi)排(pai)放(fang)量(liang)的(de)雙(shuang)重(zhong)效(xiao)果(guo)。鎂(mei)合(he)金(jin)作(zuo)為(wei)最(zui)輕(qing)的(de)結(jie)構(gou)材(cai)料(liao)
，能(neng)滿(man)足(zu)日(ri)益(yi)嚴(yan)格(ge)的(de)節(jie)能(neng)的(de)尾(wei)氣(qi)排(pai)放(fang)的(de)要(yao)求(qiu);可生產出重量輕、耗油少、環保型的新型汽車。鎂合金汽車零件的好處可簡單歸納為：

•密度小，可減輕整車重量
，間接減少燃油消耗量;

•鎂的比強度高於鋁合金和鋼，比剛度接近鋁合金和鋼，能夠承受一定的負荷;

•鎂具有良好的鑄造性和尺寸穩定性
，容易加工

，廢品率低;

•鎂具有良好的阻尼係數，減振量大於鋁合金和鑄鐵，用於殼體可降低噪聲

，用於座椅、輪圈可以減少振動
，提高汽車的安全性和舒適性。

鎂合金在汽車上用作零部件的曆史約有70年。早在1930年就用於一輛賽車上的活塞和歐寶汽車上的油泵箱
，之後用量和應用部位逐漸增加。六十年代在有的車種上用量達到23千克，主要用作閥門殼、空氣清潔箱、製動器、離合器
、踏板架等。八十年代初，由於采用新工藝，嚴格限製了鐵、銅
、鎳等雜質元素的含量
，鎂合金的耐蝕性得到了解決，同時

，成本下降又大大促進了鎂合金在汽車上的應用。從九十年代開始，歐美、日本

、韓國的汽車商都逐漸開始把鎂合金用於許多汽車零件上。

鎂合金壓鑄件在汽車上的應用已經顯示出長期的增長態勢。在過去十年裏，其年增長速度超過15%。在歐洲，已經有300種不同的鎂製部件用於組裝汽車
，每輛歐洲生產的汽車上平均使用2.5kg鎂。樂觀的估計認為
，出於減重的需求
，每輛汽車對鎂的需求將提高至70—120kg。

目前
，汽車儀表
、座位架、方向操縱係統部件、引擎蓋
、變速箱
、進氣歧管
、輪轂
、發動機和安全部件上都有鎂合金壓鑄產品的應用。