变形镁合金的成形工艺(一)
ZK61M变形镁合金铸造工艺研究
ZK61M变形镁合金铸造工艺研究周江;刘科研;金龙兵;张宏伟;张燕飞【摘要】ZK61M变形镁合金铸造过程中经常出现铸锭表面开裂.据此试验研究了合金成分(Zn、Zr含量)对铸锭组织和性能的影响,铸造工艺参数(铸造温度、冷却强度、铸造速度、结品器)对铸锭质量和开裂缺陷的影响,铸锭均匀化丁艺参数对铸锭组织和加工塑性的影响.确定了ZK61M镁合金的成分范嗣,w(Zn)=5.3%～5.5%,w(Zr)=0.6%～0.8%;优化了铸造工艺参数,防止熔体过热,铸造温度695℃～705℃,铸造速度36 mm/min～40 mm/min,改进结晶器,减少二次水冷却强度;铸锭均匀化工艺参数390℃ 12 h.这样形成了ZK61M镁合金铸锭稳定的生产工艺,大大减少了铸锭表血开裂.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2010(038)008【总页数】4页(P13-16)【关键词】ZK61M变形镁合金;铸锭开裂;铸造工艺【作者】周江;刘科研;金龙兵;张宏伟;张燕飞【作者单位】东北轻合金有限责任公司,黑龙江,哈尔滨,150060;东北轻合金有限责任公司,黑龙江,哈尔滨,150060;东北轻合金有限责任公司,黑龙江,哈尔滨,150060;东北轻合金有限责任公司,黑龙江,哈尔滨,150060;东北轻合金有限责任公司,黑龙江,哈尔滨,150060【正文语种】中文【中图分类】TG292根据生产工艺不同,镁合金可分为铸造镁合金和变形镁合金。
由于镁合金属于密排六方结构,塑性变形能力差,很难加工成板、带、棒、型材和锻件,因此当前应用较广的是铸造镁合金,采用铸件作为结构材料使用。
变形镁合金的生产难度很大,技术也不完善,成为限制镁合金广泛应用的主要问题。
本课题针对ZK 61M变形镁合金铸造过程中经常出现的表面开裂问题进行系统分析,深入分析ZK61M镁合金的强韧化机理,通过对合金成分、铸造工艺以及均匀化工艺展开全面研究,确定合金成分的合理配比,优化熔铸工艺,保证铸锭质量,制定均匀化处理制度,减少开裂,提高成品率,最终形成稳定、成熟的铸造生产工艺。
镁合金生产工艺流程
镁合金生产工艺流程
镁合金生产工艺流程主要包括原材料准备、熔炼制备、浇铸成型、热处理和表面处理等环节。
首先，原材料准备。
镁合金的主要原材料是镁及其合金中的其它金属元素，包括镁粉、纯镁、锌、锰、铝等。
这些原材料需要经过矿石选矿、粉碎筛分等步骤，保证原材料的纯度和粒度，以便后续的熔炼制备。
其次，熔炼制备。
将准备好的原材料按照一定比例混合，然后放入电炉或真空炉中进行熔炼。
熔炼时需要控制熔炼温度、熔炼时间和气氛成分等参数，以保证熔炼获得的合金成分符合要求。
然后，浇铸成型。
将熔融的镁合金倒入模具中，经过凝固和冷却，使其形成所需的工件、铸件或半成品。
浇注时需要避免气体和杂质的混入，以及温度的过快或过慢，以免引起缺陷和变形。
接下来，热处理。
这一步骤用于改善镁合金的组织和性能。
常见的热处理方法包括固溶处理、时效处理和变形热处理等。
固溶处理用于溶解合金中的析出相，提高合金的塑性和韧性；时效处理用于产生弥散弱化相，提高合金的强度和硬度；变形热处理用于通过塑性变形和热处理相结合的方式来改善合金的组织和性能。
最后，表面处理。
根据具体需求，镁合金的表面可以进行防腐
蚀处理、电镀、喷涂、阳极氧化等。
这些处理可以提高镁合金的耐蚀性、外观质量和装饰效果，从而满足不同应用领域的需求。
总之，镁合金生产工艺流程包括原材料准备、熔炼制备、浇铸成型、热处理和表面处理等环节。
每个环节都需要严格控制工艺参数，以确保生产出符合要求的镁合金产品。
铸造工艺必然造成镁合金内部变形原因-概述说明以及解释
铸造工艺必然造成镁合金内部变形原因-概述说明以及解释1.引言1.1 概述镁合金作为一种重要的结构材料，在航空、汽车和电子等领域有广泛的应用。
然而，在镁合金的铸造过程中，不可避免地会产生一定的内部变形。
这种内部变形可能会对材料的性能和使用寿命产生负面影响，因此了解造成镁合金内部变形的原因显得尤为重要。
铸造工艺是造成镁合金内部变形的主要原因之一。
在铸造过程中，温度的变化可能会导致热应力的产生。
当镁合金在冷却过程中迅速从高温状态转变为低温状态时，由于不同部分的冷却速度不一致，会在材料内部产生应力，从而导致变形现象的发生。
此外，快速冷却也是导致镁合金内部变形的一个重要原因。
快速冷却会使镁合金迅速凝固收缩，并且由于凝固过程中的体积变化不一致，可能会引起材料的内部应力，导致材料发生变形。
在浇注过程中，气孔和缩孔的存在也会对镁合金的内部变形产生影响。
气孔和缩孔是由于气体在浇注过程中被困在材料内部或者材料受到收缩作用而形成的。
这些孔隙会导致材料的局部应力集中，从而引起变形。
除了铸造工艺外，材料本身的性质也会对镁合金的内部变形起到重要的影响。
首先，镁合金具有较低的熔点和较高的热膨胀系数，使得在铸造过程中容易出现热应力和热收缩引起的变形。
其次，材料的非均匀性和晶粒结构也会导致内部变形的发生。
这些因素会使得材料的内部应力不均匀分布，从而引起变形。
此外，化学成分的变化和杂质的存在也可能对镁合金的内部变形产生影响。
化学成分的改变可能改变材料的热膨胀系数和熔点，导致变形问题的发生。
而存在于合金中的杂质则可能影响材料的晶粒结构和力学性能，从而导致变形的发生。
总结而言，铸造工艺必然会对镁合金的内部产生一定程度的变形。
这种变形主要是由于温度变化导致的热应力、快速冷却引起的凝固收缩以及浇注过程中的气孔和缩孔等因素所致。
此外，材料本身的性质如低熔点、高热膨胀系数、非均匀性和晶粒结构，以及化学成分的变化和杂质的存在也会对变形问题产生影响。
镁合金凝固技术专题综述
镁合金凝固技术专题综述作为工程应用中最轻的金属结构材料，镁合金具有比刚度及比强度高、电磁屏蔽性能强、尺寸稳定、资源丰富等一系列优点，在汽车、电子、航空、航天等领域具有越来越广阔的应用前景。
但镁合金自身的一些缺点，如变形能力差、抗腐蚀性能和耐高温性能不高以及传统制备技术不足等成为其发展应用的瓶颈。
采用快速凝固技术可以克服镁合金的一些缺点，实现镁合金综合性能的改善。
近年来世界各国投入大量人力物力开展快速凝固镁合金的研究，并取得了大量成果。
1镁合金快速凝固特征相对于传统铸锭冶金10-3～102K·S-I的冷却速度，快速凝固技术的冷却速度一般为103～109K呵1。
在快的冷却速度下，镁合金凝固过程中的各种传输现象被抑制，从而使合金元素在固态基体中能继续保持高的溶解度，晶粒组织的长大受到抑制，合金成分及组织变得均匀，同时在凝固过程中也易产生一些新相。
快速凝固镁合金组织结构上的改变也导致了镁合金力学性能和抗腐蚀性能的改善。
1．1扩展a(Mg)基固溶体的固溶度快速凝固技术能明显扩展合金元素在基体镁中的固溶度，冷速越高，同溶度越大。
原子半径与镁原子半径差在±15％范围内的合金元素在d(Mg)基体中的固溶度都可通过快速凝固提高。
经熔体快淬后，银在镁中的最大固溶度提高1．5倍，钡则提高约1 000倍。
快速凝固镁合金中的同溶度扩展比机械合金化高，例如在快速凝固Mg．A1系合金中，Al在Mg中的最大固溶度为9 lat．％，而在机械合金化处理的合金中仅为4．5at．％q。
合金元素在a(Mg)基体中同溶度的增加，能使密排六方晶体结构的a(Mg)的轴比c／a值明显减小，可以在常温下激活非基面滑移，从而提供更多的滑移系以提高镁合金的塑性变形能力。
1．2细化组织形成多相弥散体系快速凝固技术能有效细化镁合金的晶粒组织，减小枝晶网胞尺寸，在晶界或网胞上生成细小弥散的沉淀相，从而减小或消除合金成分偏析，抑制孪晶的形成。
镁合金的塑性变形及再结晶热处理对其组织性能的影响
4
轧制前的平均晶粒尺寸约40um， 15%压下量轧制并退火后平均晶粒
3.3 EX-AZ31B: tensile properties on different directions
TD 45
TD
orientation
σb/ MPa
σ0.2/ MPa
δ/ %
ED
280.0
200.4
13.2
ED
45°
258.0
125.2
19.0
TD
276.0
107.4
16.2
ED
350
➢ 有色金属材料制品中70%以上是板、带材，轧制变形 镁合金板材的研究和加工技术的突破对开发变形镁合 金产品有重要促进作用。
2、变形镁合金塑性变形原理
➢ 镁合金的塑性变形特征：HCP晶体结构及c/a轴比值造成镁的 塑性变形困难。
➢ 塑性变形机制：滑移、孪生、超塑性； ➢ 板材塑性加工方法：热加工、温加工、冷(常温)加工；
压下量
14
退火工艺
15%
30%
45%
55%
12
200度退火1h
8.9um
6.9um
5.8um
4.9um
10
400度退火5min
12.1um
8.2um
7.5umum
9.2um
7.8um
7.0um
6
annealing1h at 2000c annealing1h at 3500c
0.01 s-1
0.1 s-1
1 s-1
5s-1
10s-1
1
σ
1 0.0227
l 82
n
Z 5.5 5 1 01 2
变形镁合金(一).
金的焊接性稍差。MB2镁合金主要用于制作形状复杂的
锻件、模锻件及中等载荷的机械零件；MB3主要用于飞 机内部组件、壁板等；MB5可制作板、带及锻件，用于
承受较大工作载荷的部件；MB6、MB7可制作挤压棒材、
型材及锻件。
金属材料与热处理
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MB15合金具有很高的抗拉强度和屈服强度，常用来 制造在室温下承受较大负荷的零件。例如：飞机机翼、 桁架、翼肋等，如作为高温下使用的零件，使用温度不 能超过150℃。
金属材料与热处理
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2.常用变形镁合金
MB1和MB8均属于Mg-Mn系镁合金，这类合金虽然 强度较低，但具有良好的耐蚀性，焊接性良好，并且高 温塑性较好，可进行轧制、挤压和锻造。MB1主要用于 制造承受外力不大，但要求焊接性和耐蚀性好的零件， 如汽油和润滑油系统的附件。MB8由于强度较高，其板
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小结
变形镁合金的牌号：
MB+顺序号
常用变形镁合金：
MB1、 MB2、 MB3、 MB5、 MB6、 MB7、 MB8、 MB15
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金属材料与热处理课程
变形镁合金
主讲教师：唐 婷 西安航空职业技术学院
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变形镁合金
变形镁合金的牌号 常用变形镁合金
金属材学资源库
镁合金按成型工艺可分为哪两类？
铸造镁合金和变形镁合金。
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变形镁合金标准
变形镁合金标准变形镁合金标准1.概述2.变形镁合金是一种轻质、高强、耐腐蚀的金属材料，具有优异的力学性能和良好的加工性能。
变形镁合金广泛应用于航空、航天、汽车、电子、通讯等领域。
本标准主要规定了变形镁合金的化学成分、机械性能、制造工艺、物理性能、耐腐蚀性、使用寿命、安全性和环保要求以及质量控制等方面的要求。
3.化学成分4.变形镁合金的化学成分应符合相关国家标准或行业标准的规定。
其中，主要元素包括镁、铝、锌、锆等，辅助元素包括铁、硅、锰等。
在化学成分方面，变形镁合金应具有合适的合金元素含量和良好的杂质控制，以确保其优异的力学性能和耐腐蚀性。
5.机械性能6.变形镁合金应具有良好的机械性能，包括抗拉强度、屈服强度、延伸率和硬度等。
这些指标应符合相关国家标准或行业标准的规定。
在机械性能方面，变形镁合金应具有高强度、高刚性和良好的塑性，以满足各种工程应用的需求。
7.制造工艺8.变形镁合金的制造工艺主要包括熔炼、铸造、挤压、轧制、锻造等环节。
在制造工艺方面，应控制好各个环节的参数，以确保变形镁合金的尺寸精度、表面质量和加工性能。
此外，应采用适当的热处理工艺，以优化变形镁合金的力学性能和耐腐蚀性。
9.物理性能10.变形镁合金应具有良好的物理性能，包括密度、热导率、比热容、线膨胀系数等。
这些指标应符合相关国家标准或行业标准的规定。
在物理性能方面，变形镁合金应具有轻质、高比强度、优良的热导率和良好的尺寸稳定性等特点。
11.耐腐蚀性12.变形镁合金应具有良好的耐腐蚀性，能够在各种腐蚀环境下长期稳定工作。
耐腐蚀性主要包括化学耐腐蚀性和电化学耐腐蚀性两个方面。
在耐腐蚀性方面，变形镁合金应具有较好的抗大气腐蚀、抗海洋腐蚀和抗化工腐蚀等能力。
13.使用寿命14.变形镁合金的使用寿命应满足工程应用的要求。
在正常工作条件下，变形镁合金应具有较长的使用寿命和良好的抗疲劳性能。
在使用寿命方面，应对变形镁合金的耐磨性、抗疲劳性和耐久性等进行评估和优化。
镁合金板材超塑性成形性能及变形失稳
镁合金板材超塑性成形性能及变形失稳文章研究了轧制AZ31B镁合金板材的超塑性与变形失稳，对镁合金板材进行了超塑性拉伸试验和超塑性凸模胀形试验。
通过对AZ31B镁合金进行超塑性单向拉伸（初始应变比？籽00）实验，研究其在不同加载途径下变形过程中板平面内的两主应变（？着1，？着2）的分布和最小截面处的应变路径变化。
结果表明：在一定变形速度与温度下，工业态AZ31B镁合金板材具有优良的超塑性；在变形温度为573K中温条件下的超塑性成形性合乎成形零件的基本要求。
标签：AZ31B镁合金；超塑性；成形性能；变形失稳Abstract：The superplasticity and deformation instability of rolled AZ31B magnesium alloy sheet were studied in this paper. The superplastic tensile test and the bulging test of superplastic convex die were carried out on the magnesium alloy sheet. The superplastic uniaxial tensile test （initial strain ratio ρ00）were carried out on AZ31B magnesium alloy. The distribution of two principal strains （？著1，？着2）and the variation of strain path at the minimum cross section in the plate plane during different loading paths are studied. The results show that the industrial AZ31B magnesium alloy sheet has excellent superplasticity at a certain deformation rate and temperature，and the superplastic formability at a deformation temperature of 573K meets the basic requirements of forming parts.Keywords：AZ31B magnesium alloy；superplasticity；formability；deformation instability目前，工业中的铝、钛等合金零件的生产多使用超塑性成形工艺，而超塑性成形工艺较少用于镁合金零件的生产过程。
镁合金材料的制备与性能优化
镁合金材料的制备与性能优化镁合金是一种重要的结构材料，具有轻质、高强度和优良的机械性能等特点，在航空航天、汽车制造以及电子设备领域有着广泛的应用。
本文将探讨镁合金材料的制备方法及性能优化的相关研究。
一、镁合金制备方法镁合金的制备方法多种多样，常见的有熔炼法、粉末冶金法和挤压工艺等。
熔炼法是将镁及其合金化元素加热至熔点，通过浇铸、压力铸造等方法制备成型。
粉末冶金法则是将镁合金粉末与合金元素粉末混合，经过压制和烧结等工艺制备成型。
挤压工艺是将镁合金坯料放入挤压机中，通过挤出模具塑性变形得到所需形状。
二、镁合金材料性能优化1. 合金元素控制镁合金的性能优化离不开合金元素的选择和控制。
添加适量的合金元素，如铝、锌、锰等，可以有效提高其强度和耐腐蚀性能。
同时，通过调整合金元素的含量和配比，还可以优化材料的塑性、热处理响应等特性。
2. 热处理工艺热处理是一种常用的优化镁合金材料性能的方法。
通过调整热处理工艺参数，如温度、时间和冷却速率等，可以改善材料的晶体结构、晶粒尺寸和组织均匀性。
常用的热处理方式包括时效处理、固溶处理和退火处理等。
3. 成形工艺成形工艺是对镁合金材料性能进行优化的关键环节之一。
采用适当的成形工艺可以改善材料的力学性能和表面质量。
常见的成形工艺包括挤压、轧制、拉伸和锻造等。
这些工艺在加工过程中可以显著改变材料的晶粒形貌和取向分布，从而得到优化的力学性能。
4. 表面处理表面处理是对镁合金材料性能进行提升的重要手段。
常用的表面处理方法有化学处理、电化学处理和改性涂层等。
这些方法可以改变材料表面的化学成分和物理状态，提高材料的耐腐蚀性、摩擦性能和界面黏附性等。
5. 微观组织分析微观组织分析是评价镁合金材料性能的关键手段。
通过显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等测试设备，可以观察和分析材料的晶粒形貌、晶界分布和相组成等特征。
这些分析结果对于优化材料制备和性能改善具有指导作用。
三、镁合金材料的应用前景随着科技的不断进步和人们对轻质、高强度材料需求的增加，镁合金材料的应用前景广阔。
镁合金加工工艺流程以及切削加工要点
镁合金加工工艺流程1. 认识镁合金一．重量轻，强度佳。
镁合金的强度是塑胶的二倍，因此以超薄型（厚度在2。
54mm以下）笔记本电脑为例，要让外壳达到一定的强度，镁合金的厚只要1mm，但是塑胶壳则必须做成2mm厚。
因此以同样强度的机壳而言，镁合金的重量不但不比塑胶重，甚至可能更轻；二．散热佳，防电磁波。
镁合金的耐热性，散热性及电磁波遮蔽效果，三者俱佳，可减少资讯产品因过热而死机的频率。
不仅如此，它耐腐蚀的能力也居所有轻金属材料（铝，镁，钛）之首；三．可回收，符合环保趋势。
塑胶无法回收，但镁合金是可回收后再后的轻金属。
近年来许多先进国家已对资讯产品制定一定的回收率的法规，由此可见，未来将会有更多的3C产品采用镁合金材料。
当“轻薄短小”变成资讯及3C产品的发展趋势时，镁合金产业也成了当红原子弹，将来也极有可能取代塑胶原料，成为资讯产品的标准机壳原材料。
镁合金应用于3C产品起始于日本。
1998年，日本厂商开始在各种可携式产品（如PDA，NB，手机）采用镁合金材质。
2.产品特性一．镁合金材料简介：根据美国金属协会（ASM）定义轻金属材料为铝、镁、钛三种金属及其合金。
而根据这三种轻金属的材料特性来分析，可发现轻合金材料具有制震性强、机械加工性优，且具回收性、轻量化/省能化、防EMI、耐蚀性佳、工程作业性佳、设计弹性化（一体型零件/快速制造、组装、拆解回收；具多样性之制程及表面处理应用技术）、高质感/时尚感等，而广泛用于运输工具、航天、国防、石化、能源、包装、信息电子与营建业等；特别是镁合金方面，由于比重低（质轻，镁合金比重仅1.8，已经接近工程塑料1.2-1.7）且强度足（质硬），加上加工性优、质感佳与热传导快（散热佳优于铝、钛），不仅已经逐渐取代工程塑料，同时且替代原有铝合金产品，而广泛应用于笔记性计算机、PDA、手机等携带式装置（Hand-Held），据了解2000年已有1/3左右笔记型计算机改用镁合金背板与框架，显示该产品所具有的潜力。
镁合金冲压成型
镁合金冲压成型一、引言镁合金冲压成型是一种常用的金属加工技术，通过将镁合金板材放入冲压模具中，并施加力量，使板材发生塑性变形，最终得到所需的零件形状。
本文将从材料选择、成型工艺、应用领域等方面对镁合金冲压成型进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、材料选择镁合金是一种重要的结构材料，具有优良的物理和化学性能，因此在冲压成型中得到了广泛应用。
在选择镁合金材料时，需要考虑以下几个因素：2.1 强度和韧性镁合金具有较高的比强度和比刚度，可以满足一些对材料强度要求较高的应用场景。
同时，镁合金还具有较好的韧性，可以在冲压过程中避免过早断裂。
2.2 可加工性镁合金的可加工性是选择材料时需要考虑的重要因素之一。
可加工性包括冲压性能、可焊性、可铆性等。
在冲压成型中，需要选择具有良好可加工性的镁合金材料，以确保成型质量。
2.3 耐腐蚀性镁合金具有较好的耐腐蚀性，可以在一些特殊环境下使用。
在选择材料时，需要根据具体的应用场景考虑镁合金的耐腐蚀性能。
三、成型工艺镁合金冲压成型的工艺流程主要包括模具设计、板材切割、冲压、弯曲、冲孔等步骤。
3.1 模具设计模具是冲压成型的关键设备，模具设计直接影响到成型质量。
在模具设计中，需要考虑以下几个因素：•镁合金板材的厚度和尺寸•成型零件的形状和尺寸•模具材料的选择•模具结构的设计3.2 板材切割在冲压成型前，需要将镁合金板材切割成适当的尺寸。
板材切割可以采用机械切割、激光切割或水切割等方法。
3.3 冲压冲压是镁合金冲压成型的核心步骤。
在冲压过程中，需要将镁合金板材放入模具中，并施加力量进行成型。
冲压过程中需要控制冲压速度、冲压力度等参数，以确保成型质量。
3.4 弯曲在冲压成型中，有时还需要对镁合金板材进行弯曲处理，以得到所需的形状。
弯曲可以采用机械弯曲、液压弯曲或热弯曲等方法。
3.5 冲孔冲孔是冲压成型中常用的一种操作。
通过在镁合金板材上冲出所需的孔洞，可以满足不同应用场景的需求。
镁合金轧制工艺
1绪论镁是结构材料中最轻的金属，近年来已经逐渐被应用到航空航天、国防军工、汽车、电子通讯等领域，同时这些领域对其力学性能的要求也在不断提高。
传统的铸造镁合金已经渐渐无法满足要求，而通过挤压、锻造、轧制等工艺生产的变形镁合金产品具有更高的强度、更好的延展性、更多样化的力学性能。
其中，轧制作为镁合金塑性加工的重要手段得到了长足的发展。
镁合金是密排六方晶体结构，c/a轴比为1.6236，在室温下仅具有一个滑移面，在滑移面上有3个密排方向，即有3个滑移系，根据多晶体塑性变形协调性原则，要使多晶体在晶界处的变形相互协调，必须有5个独立滑移系，显然密排六方结构的镁合金不满足该条件。
因此，在室温下，镁合金的塑性很低。
当变形温度达到225C时，高温滑移面（棱柱面）被激活，镁合金的塑性有所改善。
镁及其合金的另一个重要特征是加热升温与散热降温比其他金属都快。
因此，在塑性加工过程中，温度下降很快且不均匀，则易发生边裂和裂纹，相对于其它金属材料而言，镁及其合金的热加工温度范围较窄。
镁合金滑移系较少，在室温和低温条件下塑性较差，而且迄今对镁合金塑性变形机理的认识还不够全面和深入，镁合金板材制备及其轧制成形工艺的研究尚处于初级阶段。
镁合金板材轧制成形的以下特点制约了镁合金板材的发展与应用：1）镁合金室温塑性变形能力差，轧制过程中易出现裂纹等变形缺陷；2）目前镁合金板材制备多采用普通的对称轧制，轧制后的组织有强烈的（0002）基面织构，存在严重的各向异性，不利于后续加工；3）镁合金轧制道次压下量较钢和铝小很多，生产效率不高。
制备优质的镁合金板材，大部分工艺都需要经过多道次轧制工序，轧制过程受许多因素的影响，这些因素可以分为两大类：第一类为影响轧制金属本身性能的一些因素，即金属的化学成分和组织状态以及热力学条件；第二类为轧制的工艺因素，如轧制温度、轧制变形量和轧制速度以及后续的热处理工艺。
国内外很多学者针对如何改进镁合金轧制工艺和轧制技术，以获得二次成形性能优良的板材做了大量的研究工作。
铸造镁合金和变形镁合金_概述说明以及解释
铸造镁合金和变形镁合金概述说明以及解释1. 引言1.1 概述镁合金作为一种重要的轻质结构材料，在工业生产和科学研究领域得到了广泛应用。
其中，铸造镁合金和变形镁合金是常见的两种镁合金品种。
本文将对铸造镁合金和变形镁合金进行概述、说明以及解释，探讨它们的加工方法、特性与应用、优缺点，并对两者进行对比分析，包括异同点、应用领域的区别，同时展望其发展趋势与前景。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分。
引言部分概述了文章内容，并介绍了铸造镁合金和变形镁合金的研究背景和意义。
第二部分讲述了铸造镁合金，包括其铸造工艺、特性与应用以及优缺点。
第三部分则关注于变形镁合金，详细介绍了它的加工方法、特性与应用以及优缺点。
在第四部分中，我们将对铸造镁合金和变形镁合金进行比较分析，着重探讨它们的异同点和在不同领域中的应用差异，并展望其发展趋势与前景。
最后一部分是结论，对整篇文章的主要观点进行总结。
1.3 目的本文的目的在于全面介绍铸造镁合金和变形镁合金，在阐释它们的工艺、特性、应用和优缺点的基础上，比较两者的异同点，并探讨它们在不同领域中的应用区别。
通过对这些内容的详细介绍和分析，旨在为读者提供关于铸造镁合金和变形镁合金方面知识和研究帮助，并对其未来发展趋势做出一定预测。
2. 铸造镁合金2.1 铸造工艺铸造是制备镁合金最常用的工艺之一。
铸造镁合金可以采用砂型铸造、压力铸造和连续铸造等不同的方法。
在砂型铸造中，首先根据所需产品的形状和尺寸制作出沙模，然后将加热至适宜温度的镁合金液体倒入模具中，待其冷却凝固后取出成品。
这种方法生产成本较低，但表面质量一般较差。
压力铸造是指将加热至一定温度的镁合金注入高压下的模具中，通过快速凝固来制备零件。
该方法能够获得更高密度、更均匀组织和更好性能的零件。
常见的压力铸造方法包括压力浇注、低压浇注和真空浇注等。
连续铸造是指通过恒定输送速度将溶化状态的镁合金连续浇注到定型装置中进行凝固形成连续性材料坯料。
镁合金压铸成型
环保与可持续发展
环保材料的应用
为了满足日益严格的环保要求，镁合金作为一种可再生资源，其 应用越来越广泛，有助于减少对有限金属资源的依赖。
节能减排技术
在镁合金压铸成型过程中，通过采用先进的节能技术和减排措施， 降低能耗和减少环境污染。
循环经济与资源回收
发展循环经济，推动镁合金废料的回收和再利用，实现可持续发展。
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06
实际应用案例分析
汽车制造业中的应用
镁合金压铸成型在汽车制造业 中广泛应用于发动机、变速器 等零部件的制造。
由于镁合金具有轻量化、高强 度、高刚性等特点，使用镁合 金压铸成型能够显著降低汽车 重量，提高燃油经济性和动力 性能。
镁合金压铸成型还具有生产效 率高、成本低等优势，因此在 汽车制造业中具有广阔的应用 前景。
随着科技的不断进步，镁合金压铸成型技术也在不断创新，如研究 开发出高能效、高精度的压铸设备，提高生产效率和产品质量。
模具设计与制造技术
模具是压铸成型的关键，通过优化模具设计和制造技术，可以提升 镁合金压铸件的精度和表面质量，满足更高端产品的需求。
自动化与智能化生产
随着工业4.0的推进，镁合金压铸成型将逐步实现自动化和智能化生 产，提高生产效率和降低人工成本。
电子产品外壳制造中的应用
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随着电子产品向轻薄化、小型化方向发展，镁合金压 铸成型在电子产品外壳制造中越来越受到青睐。
镁合金具有良好的电磁屏蔽性能和散热性能，能够满 足电子产品对外观、性能和轻量化的要求。
通过镁合金压铸成型，可以快速、高效地生产出高品 质的电子产品外壳，提高产品市场竞争力。
镁合金压铸成型
目
镁合金轧制板材工艺的主要热轧工艺参数是什么(精)
镁合金轧制板材工艺的主要热轧工艺参数是什么
镁合金热轧制变形时, 都会具有较好的轧制性能。
热轧制变形时多采用二辊轧机, 大批量生产时常采用三辊或者四辊轧机。
轧制时道次压下量通常控制在 10%-25%, 加热一次后可进行多道次轧制。
为了降低轧制力并改善板材性能,轧制时通常使用润滑剂,可将含 2%的调水油均匀地喷涂于加热的轧辊表面。
在粗轧时为了防止粘辊,可用猪油、石蜡、硼氮化合物等作为润滑剂。
镁合金的冷轧变形不易进行, 不能像铝合金那样可以达到 98%以上的总加工率与 60%左右的道次加工率。
镁合金的冷轧能力取决于合金成分以及热轧工艺和组织。
通常 AZ31的冷轧总变形量可达 16%,大部分镁合金对冷加工硬化很敏感,对冷轧镁合金板材进行不同程度的中间退火或成品退火, 可改善其冷变形能力, 并获得不同状态和性能的制品。
重庆大学的陈绪宏对 AZ31镁合金连续铸轧工艺过程进行了实验研究,并成功生产出了厚度为 1~3mm ,边部齐整,表面质量良好的镁合金薄带。
实验研究表明,要得到较好表面质量和力学性能的薄带需要合理的控制各个工艺参数, 当辊速为
10~15r/min, 浇铸温度为 655~ 665℃,辊缝为 0.9mm 时,获得了质量良好的镁合金薄带。
镁合金的制备与加工
美国陶氏：DOW17，Cr22，HAE 德国：MAGOXID-COAT 新西兰：Anomag 日本：UBE
保证氧化膜的生成速度高于溶解速度。 所制得的氧化膜应具有良好的力学性能和理
化性能，如强度、弹性、耐磨性、抗蚀性和 吸附性等。 成分简单，来源丰富，经久耐用，耗电少， 安全无毒和使用方便。
来源：
1.原镁带来的； 2.镁被氧化产生的； 3.镁合金除铁及变质过程中产生的； 4.溶剂精炼过程中产生的； 5.铸造工艺过程中产生的；
（二）镁熔体净化处理方法及与原理：
（1）溶剂吸附法
利用熔剂与熔液的充分接触来润湿夹杂物，使夹杂物团聚并与熔剂结合形成 大颗粒，沉淀在坩埚底部从而达到与金属液分离的目的。 目前国内最常用的RJ-2，其成分为：MgCl238%±3%，KCl37%±3%， CaCl28%±3%，NaCl8%±3%，BaCl29%±3%，CaF22%。其中MgCl2 是 起主要作用的成分，熔融MgCl2 能很好地润湿镁液中的非金属夹杂物，部 分氧化物（MgO 和CaO） 能和MgCl2 形成稳定或不稳定的配合物： MgO（CaO）+ MgCl2→MgCl2· MgO（CaO） 5MgO+ MgCl2→MgCl2· 5MgO （2）浮游法 浮游法是向镁液中通入气体，通常用N2、He、Ar、氯化物或盐类所产生的 气体，形成大量气泡，由于气泡中氢的分压小，因此借助于镁液和气泡中的 氢分压之差氢便扩散进入气泡，气泡浮出液面后氢被排除，从而达到除气的 目的。 （3）过滤法 过滤法是依靠过滤介质的机械阻碍作用捕获夹杂物，同时截除吸附在夹杂物 上的氢而达到精炼目的。
1－铸铁支撑环；2－低碳钢坩锅 3－排气管； 4－黏土耐火砖； 5－出渣门；6－浇铸的耐火材料；7－燃烧通道
镁合金板材轧制技术
镁合金板材轧制技术变形镁合金板材在电子、通讯、交通、航空航天等领域有着十分广泛的应用前景，但目前镁合金板材的应用仍然受到很大的限制，其产量及用量远不及钢铁及铝、铜等有色金属。
制约镁合金板材发展的因素主要有两个：大部分的镁合金室温塑性变形能力较差，且轧制板材中存在严重的各向异性；镁合金板材制备工艺不够成熟，力学性能尚需进一步提高。
镁合金板材一般采用轧制的方法生产，因此了解镁合金轧制工艺流程、阐明轧制过程中组织性能的变化规律，对促进镁合金板材的轧制技术的发展是十分必要的。
1 镁合金轧制工艺流程镁合金板材的轧制设备与铝合金相似，根据生产规模2、3或4辊轧机。
镁合金轧制时所用的坯料可以是铸坯、挤压坯或锻坯。
锭坯在轧制前需进行铣面，以除掉表面缺陷。
塑性加工性能较好的镁合金如镁-锰（Mn＜2.5%）和镁-锌-锆合金可直接用铸锭进行轧制，但铸锭轧制前一般应在高温下进行长时间的均匀化处理。
对含铝量较高的镁-铝-锌系镁合金，用常规方法生产的铸锭轧制性能较差，因此常采用挤压坯进行轧制。
镁合金轧制工艺流程如下：原料→熔炼→铸造→扁锭→锯切→铣面→一次加热→一次热轧→二次加热→二次热轧→剪切→三次加热→三次热轧→冷轧→酸洗→精轧→成品剪切→退火→涂漆→固化处理→检查→包装→运输。
1.1 扁锭铸造镁合金铸锭可用铁模铸造，也可用半连续或连续工艺铸造。
铁模铸造时，铸锭厚度一般不大于60mm。
而半连续或连续铸造时，铸锭厚度可达300mm以上，长度则可通过铸造井内安装的同步锯切设备锯切成所需尺寸。
通常镁合金的注定尺寸为：（127～305）mm×（406～1041）mm×（914～2032）mm，宽度与厚度之比应控制在4.0左右为宜。
铸锭的质量主要取决于冷却速度、金属凝固时结晶的方向性、熔体补给情况、铸造压力及铸造温度等工艺参数。
1.2 铸锭加热镁合金铸锭特别是含铝量较高的合金铸锭，在轧制前需要进行均匀化处理，以减小或消除成分偏析、提高铸锭的塑性成形能力。
镁合金压铸件出现变形的原因
镁合金压铸件出现变形的原因可能有以下几种：
模具温度：镁合金的成型过程通常在一定温度下进行。
如果模具温度不适当，可能会导致压铸件在冷却和凝固过程中产生不均匀的收缩，从而引起变形。
压射速度：压射速度对镁合金压铸件的质量有很大影响。
如果压射速度不够，可能会导致压铸件内部的组织不致密，从而产生变形。
熔体温度：熔体温度也是影响压铸件质量的重要因素。
如果熔体温度过低，可能会导致压铸件在凝固过程中产生收缩缺陷，如缩孔和缩松，这也可能导致变形。
铸件结构设计：铸件的结构设计也会影响其变形情况。
如果铸件的结构不合理，例如壁厚不均匀或存在尖角等，可能会在压铸过程中产生应力集中，从而导致变形。
脱模过早：在镁合金压铸过程中，如果脱模过早，由于压铸件尚未完全冷却和凝固，其内部可能仍存在残余应力。
这些残余应力可能在脱模后释放，导致压铸件变形。
为了避免镁合金压铸件出现变形，可以采取以下措施：
合理控制模具温度、压射速度和熔体温度等工艺参数。
优化铸件结构设计，避免壁厚不均匀和尖角等问题。
在合适的时机进行脱模，避免过早脱模导致残余应力释放。
对压铸件进行适当的热处理，以消除残余应力和改善组织结构。
请注意，以上只是一些可能的原因和相应的解决措施。
在实际生产过程中，还需要根据具体情况进行细致的分析和调整。
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变形镁合金的成形工艺（一）
镁合金与其他易成形金属一样，变形镁合金几乎可以用所有的金属塑性成形工艺来实现成形。
成形原理相同，不同的是具体工艺参数的变化。
1、镁合金挤压成形工艺
典型的挤压成形工艺流程为：挤压坯生产→加热→挤压→矫直→热处理。
变形镁合金的加热温度一般不超过4000C，可用电炉加热挤压坯，一般不需要保护气氛。
挤压温度为300~4000C之间。
挤压截面收缩范围在10：1~100：1之间。
在挤压过程中，由于大变形而产生大量的热量，需要采取冷却措施，以避免温度过高，出现热裂纹。
坯料挤压成型后进行热处理，可以获得细小而均匀的合金组织，去除残余应力，稳定形状和尺寸，改善其使用性能。
金属挤压工艺生产变形镁合金型材和管材目前在国内正趋向成熟，主要缺陷如裂纹、皱纹和扭曲等已经得到了很大的改善。
福建坤孚股份有限公司拥有先进的大型镁合金挤压成套设备，可以生产出符合中国国家标准和国际标准的镁合金板材、镁合金棒材和镁合金型材。
目前，福建坤孚股份有限公司可以生产的挤压镁合金棒材型号是AZ31B、AZ91D、AZ61A、ZK60、ZK61等,直径Ø8mm-Ø130mm. 可以生产的型材合金牌号是AZ40M,AZ31B,ME20M,ZK61M。
2、镁合金板轧制工艺
变形镁合金板材的生产主要是通过轧制工艺来完成，铸造工艺已经被淘汰。
轧制工艺流程如下：
铸锭铣面→铸锭均匀化→加热→开坯→板坯剪切→板坯加热→粗轧→酸洗→加热→中轧→中断或下料→加热→精轧→产品退火→精整→氧化上色→涂油包装。
福建坤孚股份有限公司生产的镁合金板材的轧制采用热轧方式，必要时进行中间退火。
采用多道次、小压下量工艺进行轧制。
一般厚度6.3-200mm的板材为厚板，厚度6.3mm以下为薄板。
（1）镁合金厚板轧制工艺
镁合金板坯在轧制前要在轧制面或侧面铣面并经过探伤检查。
要求板坯内部组织均匀，晶粒细小，第二相分布均匀。
采用带有空气循环的电阻链式加热炉加热，加热温度一般为450-5000C，加热过程中要使炉膛内温度分布均匀，避免局部高温。
在轧制过程中要保证轧制温度在2500C以上，确保镁合金具有良好塑性变形能力。
镁合金厚度的组织和性能主要取决于终轧温度。
随着终轧温度的提高，除伸长率增加外，抗拉强度和
屈服强度均有所下降。
（2）镁合金薄板轧制工艺
福建坤孚股份有限公司生产的镁合金薄板生产采用轧制板坯。
热轧时加热温度一般比铸锭温度低30~600C，加热时间主要取决于加热温度、板坯厚度、装炉量及采用加热炉的形式。
常用的板坯加热炉有箱式电阻空气循环电阻加热炉。
一般采用厚度为5~6㎜，特殊情况用厚度3㎜的镁板作为薄板坯。
薄板在轧制过程中要保证轧辊的温度维持在200~2500C范围，轧辊温度过低会降低合金的轧制性能和表面质量，而温度过高难以保证板材平直度。
镁合金板材在轧制以后要进行退火热处理，使加工组织发生回复和再结晶，消除应力。
镁合金冷作硬化的敏感性很大，矫顽力很高，低温下很难矫平，因此厚板在较高温度下矫直。
由于镁合金滑移系小，一般采用辊式矫直而不是拉伸矫直的方法。
变形镁合金板材的生产，我国已具备工业化生产能力，福建坤孚股份有限公司可以生产多品种多规格变形镁合金板材，如MB1、MB2、MB3、MB8以及AZ31B, AZ40等合金的厚板和薄板。
福建坤孚股份有限公司经过多年的生产和研究，已具备镁合金板材的成熟生产技术和生产工艺，已经可以生产出厚度0.5－6.3mm的薄板，性能优异，板型良好。