現(xiàn)代鑄造鎂合金及其熔煉技術(shù)

《現(xiàn)代鑄造鎂合金及其熔煉技術(shù)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、現(xiàn)代鑄造鎂合金及其熔煉技術(shù)濟南大學(xué)耿浩然1鎂及其合金的應(yīng)用目前，在世界范圍內(nèi)得到開發(fā)和應(yīng)用的材料中，鎂及其合金材料因具有密度小及可回收利用等多方面的優(yōu)點而格外引人注目。與地球地殼中其他金屬元素的含量相比，鎂元素在地球地殼中的含量僅在鋁、鐵之后，位居第三，約占地殼質(zhì)量的2.7％。同時，占地球表面積70％的海洋也是一個天然的鎂資源寶庫，據(jù)預(yù)算，每立方米海水中約含有1.3Kg的鎂，僅死海一處的鎂，若能得到全部的開發(fā)，就可供人類使用22000年。此外，鎂合金作為最輕質(zhì)商用金屬工程材料，因其具有密度小、比強度和比剛度高、阻尼減振降

2、燥能力強、液態(tài)成型性能優(yōu)越、能屏蔽電磁輻射和易于回收利用等一系列符合“21世紀綠色結(jié)構(gòu)材料”的特征，使其特別適合在汽車、摩托車等交通工具和計算機、通訊、儀器儀表、家電、輕工、軍事等領(lǐng)域的應(yīng)用。也正是看到鎂及其合金材料表現(xiàn)出的這些優(yōu)異特性和其具有的潛在價值，所以自1808年金屬鎂被發(fā)現(xiàn)后，人們就從未停止過鎂的開發(fā)和應(yīng)用，只不過在最初的一百多年里，由于鎂價格和技術(shù)兩大瓶頸問題，加之鋁的使用而推遲了鎂的廣泛應(yīng)用。但20世紀80年代以來，隨著兩大瓶頸問題的突破，鎂及其合金材料的開發(fā)應(yīng)用呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢。截止2000年，世界鎂的產(chǎn)

3、量就已達42萬～64萬噸/年（含再生鎂），而鎂合金在汽車等運載機械上的應(yīng)用也以每年15％的速度快速增長，遠遠高于其他金屬材料，可以說這在近代工程技術(shù)材料的應(yīng)用中是前所未有的。因此，大力進行鎂及其合金材料的開發(fā)和應(yīng)用對于現(xiàn)實人類的可持續(xù)發(fā)展必將產(chǎn)生重要而深遠的影響。中國是世界上鎂資源最豐富的國家，菱鎂礦探明儲量約占世界的1/4，具有發(fā)展鎂產(chǎn)業(yè)的先天性基礎(chǔ)條件。此外，中國不但是一個摩托車生產(chǎn)、消費和出口大國，也是一個潛在的汽車生產(chǎn)和消費大國，鎂及鎂合金產(chǎn)品的市場應(yīng)用前景廣闊。但目前中國鎂及鎂合金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與國外相比還存在較大

4、的差距，資源優(yōu)勢沒有很好地轉(zhuǎn)化為技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢。因此，大力發(fā)展鎂及鎂合金產(chǎn)業(yè)對于中國的可持續(xù)發(fā)展將具有非常重要的戰(zhàn)略意義。雖然目前鋁合金行業(yè)消費的鎂最多，但近年來增長速度已減緩，而壓鑄用鎂量（目前主要是汽車和IT行業(yè)）則呈快速增長之勢。預(yù)計到2005年交通工具產(chǎn)業(yè)鎂合金需求量將達到3.55萬噸，到2010年達到17.64萬噸。至于電子產(chǎn)業(yè)的3C產(chǎn)品，預(yù)計2005年應(yīng)用鎂合金達到1.62t，2010年達到3.15t。除這兩大產(chǎn)業(yè)外，其他產(chǎn)業(yè)的用量也將迅速增長。目前，通過壓鑄等方法生產(chǎn)的鎂合金零部件已被廣泛用于汽車、電子

5、通訊、航空航天、兵器以及日用品等領(lǐng)域。（1）航空航天領(lǐng)域鎂合金由于具有密度小的巨大優(yōu)勢，因此隨著其耐熱耐蝕性能的提高，將來完全可以用來替代耐熱鋁合金、鈦合金零件。特別是密度最小的Mg-Li系合金，具有很高的強度、韌性和可塑性，是航空航天及重要運輸工具很有發(fā)展前途的材料。目前，在我國的航空航天工業(yè)上，除少數(shù)型號外，幾乎所有在制和新研究的飛機、發(fā)動機、機載雷達、地空導(dǎo)彈、運載火箭、人造衛(wèi)星、飛船上均選用了鎂合金構(gòu)件。如某型號的飛機選用了300～400項鎂合金構(gòu)件，鎂合金零件最大尺寸達2米多，最大質(zhì)量達300Kg.。（2）汽車

6、、摩托車工業(yè)鎂合金的應(yīng)用雖然沒有像航空、航天領(lǐng)域中應(yīng)用那么成熟，但在過去的10年中，鎂合金壓鑄件在汽車上的使用量上升了15％。隨著國家“十五”科技攻關(guān)項目“鎂合金應(yīng)用開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”的深入實施，中國汽車工業(yè)在此項目中受益良多，效果明顯，不少企業(yè)取得了相當?shù)倪M展。如重慶長安集團公司完成了JL462Q發(fā)動機變速器上、下殼體用鎂合金替代鋁合金的產(chǎn)品試制，已形成年產(chǎn)1500t汽車變速器壓鑄的生產(chǎn)能力。2003年底，變速器上下殼體、箱體延伸體和缸罩等7個零件已批量裝車，并通過了小批量裝車試驗，目前正在進行批量生產(chǎn)前的最后中批量裝車考

7、核中；此外，該公司還打算用鎂合金取代更多的零部件，如方向盤、座椅內(nèi)架等，逐步使每輛車用量達到20Kg。一汽集團試制成功了氣門室罩蓋、變速箱蓋、發(fā)動機油噴等鎂合金壓鑄件，其中氣門室罩蓋已通過裝車試驗。東風(fēng)汽車公司以鎂合金變速箱上蓋的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用為重點突破對象，完成了10萬次規(guī)范的臺架試驗，并順利通過考核；同時對已裝車的真空助力器中間隔板、左右腳踏步的應(yīng)用情況調(diào)查表明其應(yīng)用效果良好。（3）電子工業(yè)電子工業(yè)室當今發(fā)展最為迅速的行業(yè)，也是新興的鎂合金應(yīng)用領(lǐng)域。目前鎂合金在電子行業(yè)中的應(yīng)用場合主要有電視、電腦、攝錄像器材及通訊器材等

8、，產(chǎn)品有便攜式電腦外殼、手機外殼、攝像機外殼等。（4）國防工業(yè)領(lǐng)域由于鎂及鎂合金耐沖擊，如果能夠開發(fā)出與鋁合金耐蝕性能相當?shù)逆V合金，則其在兵器等各種軍用領(lǐng)域?qū)⒂兄鴱V闊的應(yīng)用前景。如照明彈用鎂粉、穿甲彈用高比強度鎂合金彈托材料，以及可用變形鎂合金制造的戰(zhàn)術(shù)航空導(dǎo)彈艙段、副翼蒙皮、壁板和雷達、衛(wèi)星上用的鎂合金井字梁、相機