铝镁合金可应用于那些领域

镁合金新材料是以镁为基体加入其它元素组成的合金，被誉为“21世纪最绿色、最具应用潜力的工程结构材料”，具有密度小、阻尼减震性好、比强度高、抗冲击性高、散热性好、电磁屏蔽性好、环保无毒性、易回收等优异特性，是中国“十三五”规划中重点发展的新材料之一，广泛应用于汽车、轨道交通、军工、航空、3C、生物医疗、电动工具、纺织机械等行业领域。

镁合金特性和镁合金产品系列介绍及应用领域

镁合金广泛应用于汽车和轨道交通领域的轻量化，交通工具轻量化产品包括大巴车及公交车镁合金车身骨架、物流车车厢、新能源车电池箱体、仪表盘支架、轨道交通座椅、公交车扶手管等等。

镁合金民用类典型产品：机器人部件、LED灯零件、散热器型材、电子设备部件壳体、户外帐篷折叠椅、拉杆箱型材、音箱零部件、空气净化器壳体等。

镁合金军工类典型产品：军用房车型材、指挥方舱型材、微型电报机壳料、导弹跟踪器壳体、卫星部件、望远镜瞄准镜部件、军用全地域车车架、枪械零件、单兵作战设备、行军床、作战桌子、作战椅、野战担架等。

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1XXX 纯铝系 99.00%以上

2XXX Al-Cu

3XXX Al-Mn

4XXX Al-Si

5XXX Al-Mg

6XXX Al-Mg-Si

7XXX Al-Zn

1系列的是纯铝材，3系列的是铝镁合金铝材。

铝镁合金通常是指以镁为主要添加元素的铝合金，具有强度高，密度小，散热好等优点，广泛用于电子，汽车，航天等领域。

优点

1. 密度小，镁金属是广泛应用的金属中密度最小的金属，按ρ=1.8g/cm3计算，镁合金比塑料轻20%，比铝轻30%。

2. 比强度高，即镁合金的强度与质量之比高，具有一定承载能力。

3. 散热性能好，适合散热要求较高的产品。热传导率是PP料的100倍。

4. 弹性模量小，刚性好，长期使用不易变形，抗震力强。

5. 抗电磁干扰、电磁屏蔽性好。

6. 色泽鲜艳美观，耐腐蚀，能长期保持外观质量。

7. 是环保型材料，其废料可以回收利用。

缺点

1. 加工工艺难度大，熔融的镁液易燃易爆，压铸件成品率低。

2. 集渣包、流道及浇注系统废料较多，是产品体积的一倍以上。

3. 由于电位腐蚀而必须避免与其它材料如铝、钢的直接联接，这使装配方面产生了一些难度。

铝镁合金一般主要元素是铝，再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。因本身就是金属，其导热性能和强度尤为突出。铝镁合金质坚量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强，能充分满足3C产品高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽和散热的要求。其硬度是传统塑料机壳的数倍，但重量仅为后者的三分之一，通常被用于中高档超薄型或尺寸较小的笔记本的外壳。而且，银白色的镁铝合金外壳可使产品更豪华、美观，而且易于上色，可以通过表面处理工艺变成个性化的粉蓝色和粉红色，为笔记本电脑增色不少，这是工程塑料以及碳纤维所无法比拟的。因而铝镁合金成了便携型笔记本电脑的首选外壳材料，目前大部分厂商的笔记本电脑产品均采用了铝镁合金外壳技术。缺点：镁铝合金并不是很坚固耐磨，成本较高，比较昂贵，而且成型比ABS困难(需要用冲压或者压铸工艺)，所以笔记本电脑一般只把铝镁合金使用在顶盖上，很少有机型用铝镁合金来制造整个机壳。

镁铝合金是用镁锭和铝锭在保护气体中高温熔融而成,镁铝合金又名铝镁合金，分子式：Mg4Al3分子量：178.22颜色为灰褐色，比重约为2.15g/cm3，熔点463℃，燃烧时产生的温度达2000℃-3000℃。在烟花生产过程中起着非常重要的还原剂作用，也可作为白光剂和照明剂。

主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。

镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中，达到轻量化的目的。镁合金的比重虽然比塑料重，但是，单位重量的强度和弹性率比塑料高，所以，在同样的强度零部件的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。另外，由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高，因此，在不减少零部件的强度下，可减轻铝或铁的零部件的重量。镁合金相对比强度（强度与质量之比）最高。比刚度（刚度与质量之比）接近铝合金和钢，远高于工程塑料。

镁合金牌号的应用相对比较广泛，镁合金是航空器、航天器和火箭导弹制造工业中使用的最轻金属结构材料。镁的重量比铝轻，比重为1.8，强度也较低，主要用于制造低承力的零件。镁合金在潮湿空气中容易氧化和腐蚀，因此零件使用前，表面需要经过化学处理或涂漆。随着中国相关加工业和制造业的发展，中国的自有的镁合金牌号也将成为世界上具有广泛影响力的镁合金牌号之一。金牌号是指镁合金所对应的牌号，主要是为了识别镁合金的产品表示。

5005 板材厚板冷加工棒材冷加工线材铆钉线材 O、H12、H14、H16、H18、H32、H34、HEY、H38O、H12、H14、H32、H34、H112O、H12、H14、H16、H22、H24、H26、H32O、H19、H32O、H32 与3003合金相似，具有中等强度与良好的抗蚀性。用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮，并与6063合金的色调协调一致

5050 板材厚板拉伸管冷加工棒材冷加工线材 O、H32、H34、H36、H38O、H112O、H32、H34、H36、H38O、FO、H32、H34、H36、H38 薄板可作为制冷机与冰箱的内衬板，汽车气管、油管，建筑小五金、盘管及农业灌溉管

5052 板材厚板拉伸管冷加工棒材冷加工线材铆钉线材箔材 O、H32、H34、H36、H38O、H32、H34、H112O、H32、H34、H36、H38O、F、H32O、H32、H34、H36、H38O、H32O、H19 此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可焊性、疲劳强度与中等的静态强蝶恋花，用于制造飞机油箱、油管，以及交通车辆、船舶的钣金件、仪表、街灯支架与铆钉线材等

5056 冷加工棒材冷加工线材 铆钉线材箔材 O、F、H32O、H111、H12、H14、H18、H32、H34、H36、H38、H192、H392O、H32H19 镁合金与电缆护套、铆接镁的铆钉、拉链、筛网等；包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩，以及需要有高抗蚀性的其他场合

5083 板材厚板挤奔放这、型、棒、线材锻件 O、H116、H321O、H112、H116、H321O、H111、H112H111、H112、F 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，诸如船舶、汽车和飞机板焊接件；需要严格防火的压力容器、制冷装置、电视塔、钻控设备、交通运输设备、导弹零件、装甲等

5086 板材厚板挤压管、型、棒、线材 O、H112、H116、H32、H34、H36、H38O、H112、H116、H321O、H111、H112 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，诸如舰艇、汽车、飞机、低档温设备、电视塔、钻井设备、运输设备、导弹零部件与甲板等

5154 板材厚板拉伸管挤压管、型、棒、线材冷加工棒材冷加工线材 O、H32、H34、H36、H38O、H32、H34、H112O、H34、H38O、H112O、H112、FO、H112、H32、H34、H36、H38 焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐

5182 板材 O、H32、H34、H19 薄板用于加工易拉罐盖，汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件

5252 板材 H24、H25、H28 用于制造有较高强度的装饰件，如汽车、仪器等的装饰性零部件，在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜

5254 板材厚板 O、H32、H34、H36、H38O、H32、H34、H112 过氧化氢及其他化工产品容器

5356 线材 O、H12、H14、H16、H18 焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及焊丝

5454 板材厚板拉伸管挤压管、型、棒、线材 O、H32、H34O、H32、H34、H112H32、H34O、H111、H112 焊接结构，压力容器，船舶及海洋设施管道

5456 板材厚板锻件 O、H32、H34O、H32、H34、H112H112、F 装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料

5457 板材 O 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他设备的装饰件

5652 板材厚板 O、H32、H34、H36、H48O、H32、H34、H112 过氧化氢及其他化工产品贮存容器

5657 板材 H241、H25、H26、H28 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件，但在任何情况下必须确保材料具有细的晶粒组织

5A02 同5052 同5052 飞机油箱与导管，焊丝，铆钉，船舶结构件

5A03 同5254 同5254 中等强度焊接结构件，冷冲压零件，焊接容器，焊丝，可用来代替5A02合金

5A05 板材挤压型材锻件 O、H32、H34、H112O、H111、H112H112、F 焊接结构件，飞机蒙皮骨架

5A06 板材厚板挤压管、型、棒材线材 铆钉线材锻件 O、H32、H34O、H32、H34、H112O、H111、H112O、H111、H12、H14、H18、H32、H34、H36、H38O、H32H112、F 焊接结构，冷模锻零件，焊接容器受力零件，飞机蒙皮骨架部件，铆钉

5A12 板材厚板挤压型、棒材 O、H32、H34O、H32、H34、H112O、H111、H112 焊接结构件，防弹甲板

1、镁合金具有良好的轻量性，切削性，耐蚀性，减震性，尺寸稳定和耐冲击性，远远优质于其他材料。这些特性使得镁合金在广泛领域都有应用，比如交通运输领域，电子工业，医疗领域，军事工业等，这种趋势只增不减。尤其在3C产品（计算机类Computer、消费类电子产品Consumer Electronic Product、通讯类Communication）、高铁、汽车、自行车、航空航天、建筑装饰、手持工具、医疗康复器械等领域应用前景好、潜力大，已经成为未来新型材料的发展方向之一。工信部在指定“十二五”期间支持发展的400多种新材料目录中，与镁相关的就有12个。

2、镁合金已被发达国家广泛用于汽车仪表板、座椅支架、变速箱壳体、方向操纵系统部件、发动机罩盖、车门、发动机缸体、框架等零部件上。用镁合金制造汽车零部件，可以显著减轻车重，降低油耗，减少尾气排放量，提高零部件的集成度，提高汽车设计的灵活性等。通常汽车自重每减轻10%，燃油效率可提高5.5%，废气排放相应减少。要使汽车轻量化，有两条途径：一是优化结构设；二是选用轻量化的材料。铝合金、塑料（树脂基复合材料）、镁合金是目前认为较为理想的三类材料。镁合金压铸在所有压铸合金中最轻，是极竞争力的汽车轻量化材料，大量的镁合金零部件被生产出来，以代替塑、铝合金，甚至钢制零件。随着技术的发展，镁合金在汽车领域的应用范围会更广。

3、镁合金已被发达国家广泛用于汽车仪表板、座椅支架、变速箱壳体、方向操纵系统部件、发动机罩盖、车门、发动机缸体、框架等零部件上。用镁合金制造汽车零部件，可以显著减轻车重，降低油耗，减少尾气排放量，提高零部件的集成度，提高汽车设计的灵活性等。通常汽车自重每减轻10%，燃油效率可提高5.5%，废气排放相应减少。要使汽车轻量化，有两条途径：一是优化结构设；二是选用轻量化的材料。铝合金、塑料（树脂基复合材料）、镁合金是目前认为较为理想的三类材料。镁合金压铸在所有压铸合金中最轻，是极竞争力的汽车轻量化材料，大量的镁合金零部件被生产出来，以代替塑、铝合金，甚至钢制零件。随着技术的发展，镁合金在汽车领域的应用范围会更广。

主要应用领域：：1) 航空航天工业、军工领域、交通领域（包括汽车工业、飞机工业、摩托车工业、自行车工业等）、3C领域等。 镁合金的特点可满足于航空航天等高科技领域对轻质材料吸噪、减震、防辐射的要求，可大大改善飞行器的气体动力学性能和明显减轻结构重量。从20世纪40年代开始，镁合金首先在航空航天部门得到了优先应用。B-36重型轰炸机每架用4086kg镁合金簿板；洛克希德F-80喷气式歼击机镁板机翼，使结构零件从47758个减少到16050个；“大力神”火箭使用了600kg的变形镁合金；“季斯卡维列尔”卫星中使用了675kg的变形镁合金； 直径约1米的“维热尔”火箭壳体是用镁合金挤压管材制造的。我国的歼击机、轰炸机、直升机、运输机、民用机、机载雷达、地空导弹、运载火箭、人造卫星、飞船上均选用了镁合金构件：一个型号的飞机最多选用了300-400项镁合金构件；一个零件的重量最重近300kg；一个构件的最大尺寸达2m多。在军工方面需要镁合金板材以提高结构件强度,减轻装备重量,提高武器命中率。

2）国防工业领域 ，由于镁及镁合金耐冲击，如果能够开发出与铝合金耐蚀性能相当的镁合金，则其在兵器等各种军用领域将有着广阔的应用前景。如照明弹用镁粉、穿甲弹用高比强度镁合金弹托材料，以及可用变形镁合金制造的战术航空导弹舱段、副翼蒙皮、壁板和雷达、卫星上用的镁合金井字梁、相机架和外壳等零件。 武器轻量化是现代兵器的发展趋势，利用镁合金取代现有武器上的一些零部件正成为各国研究的热点。有关单位已分别通过锻造或铸造成型方式开发出了变形镁合金冲锋枪机匣、枪尾、提把、前扶手、枪托体、大托弹板、瞄具座、小弹匣座以及军用铸造合金发动机进出水管和发动机滤座等军品武器用零部件，其中部分对耐蚀耐磨有较高要求的军用镁合金零部件还被通过协和涂层的方法进行了相应的表面处理。目前，这些研制生产出的军用镁合金零部件已进入实际演示验证和考核阶段，预计不久将得到初步应用。

3）镁合金在汽车工业的应用，镁合金汽车零件的好处可简单归纳为：密度小，可减轻整车重量，间接减少燃油消耗量；镁比强度高于铝合金和钢，比刚度接近铝合金和钢，能承受一定负荷；镁具有良好的铸造性和尺寸稳定性，容易加工，废品率低；镁具有较高阻尼系数，减振量大于铝合金和铸铁，用于壳体可降低噪声，用于座椅、轮圈可以减少振动，提高汽车的安全性和舒适性。早在1930年镁合金就用于一辆赛车上的活塞和欧宝汽车上的油泵箱。上世纪六十年代在有的车上用量达到23千克，主要用作阀门壳、空气清洁箱、制动器、离合器、踏板架等；上世纪八十年代初，严格控制铁、铜、镍等杂质含量，镁合金的耐蚀性得到了解决，同时，成本下降又大大促进了镁合金在汽车上的应用。从上世纪九十年代开始，欧美、日、韩开始把镁合金用于汽车零件上。镁合金压铸件在汽车上的应用已经显示出长期的增长态势。在过去十年里，其年增长速度超过15%。在欧洲，已经有300种不同的镁制部件用于组装汽车，每辆欧洲生产的汽车上平均使用2.5kg镁。每辆汽车对镁的需求将提高至70—120kg。目前，汽车仪表、座位架、方向操纵系统部件、引擎盖、变速箱、进气歧管、轮毂、发动机和安全部件上都有镁合金压铸产品的应用。

镁合金 magnesium alloy

以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小（1.8g/cm3左右），比强度高，弹性模量大，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。按成型方法分为变形镁合金和铸造镁合金两类。

镁合金的特点:在实用金属中是最轻的金属,镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。它是实用金属中的最轻的金属,高强度、高刚性。

应用范围:镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中，达到轻量化的目的。

镁合金的比重虽然比塑料重，但是，单位重量的强度和弹性率比塑料高，所以，在同样的强度零部件的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。另外，由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高，因此，在不减少零部件的强度下，可减轻铝或铁的零部件的重量。

应用范围:手机电话，笔记本电脑上的液晶屏幕的尺寸年年增大，在它们的枝撑框架和背面的壳体上使用了镁合金。

传热性:虽然镁合金的导热系数不及铝合金，但是，比塑料高出数十倍，因此，镁合金用于电器产品上，可有效地将内部的热散发到外面。

应用范围:在内部产生高温的电脑和投影仪等的外壳和散热部件上使用镁合金。电视机的外壳上使用镁合金可做到无散热孔。

电磁波屏蔽性:镁合金的电磁波屏蔽性能比在塑料上电镀屏蔽膜的效果好，因此，使用镁合金可省去电磁波屏蔽膜的电镀工序。

应用范围:在手机电话的壳体和屏蔽材料上使用了镁合金。

机械加工性能:镁合金比其他金属的切削阻力小，在机械加工时，可以较快的速度加工。

表:各种金属的切削阻力(以镁合金的切削阻力为1)

金属名 切削阻力

镁合金 1.0

铝合金 1.8

黄铜 2.3

铸铁 3.5

耐凹陷性好:镁合金与其他金属相比抗变形力大，由冲撞而引起的凹陷小于其他金属。

对振动•冲击的吸收性:由于镁合金对振动能量的吸收性能好，使用在驱动和传动的部件上可减少振动。另外，冲击能量吸收性能好，比铝合金具有更好的延伸率的镁合金，受到冲击后，能吸收冲击能量而不会产生断裂。

应用范围:在硬盘驱动器的读出装置等的振动源附近的零件上使用镁合金。若在风扇的风叶上使用镁合金，可减小振动达到低骚音。此外，为了在汽车受到撞击后提高吸收冲击力和轻量化，在方向盘和坐椅上使用镁合金。

抗蠕变性能:镁随着时间和温度的变化在尺寸上蠕变少。

再生:镁合金与塑料不同，它可以简单地再生使用且不降低其机械性能，而塑料很难在不降低其机械性能再生使用。镁合金与其他金属相比，熔点低，比热小，在再生熔解时所消耗的能源是新材料制造所消耗的能源的4%。

表:各种材料的物理性质比较

材料名 密度(g/cm3) 熔点(℃) 导热系数(W/Mk) 抗拉强度(MPa) 屈服点(MPa) 延伸率(%) 比强度 杨氏模量(GPa)

镁合金(触变成形)

AZ91 1.82 596 72 280 160 8 154 45

AM60 1.79 615 62 270 140 15 151 45

铝合金

(压铸成形) 380 2.70 595 100 315 160 3 117 71

钢铁 碳素钢 7.86 1520 42 517 400 22 66 200

塑料 ABS 1.03 90(Tg) 0.2 35 * 40 34 2.1

PC 1.23 160(Tg) 0.2 104 * 3 85 6.7

镁合金的种类

1、合金名称

镁合金的合金名称是以主要添加合金元素及其百分比来取名。

2、主要合金的成分(ASTM规格)

合金名称 Mg Al Zn Mn Si Cu Ni Fe

AZ91D bal. 8.5-9.5 0.45-0.90 0.17-0.4 <=0.05 <=0.025 <=0.001 <=0.004

AM60B bal. 5.6-6.4 <=0.20 0.26-0.5 <=0.05 <=0.008 <=0.001 <=0.004

AM50A bal. 4.5-5.3 <=0.20 0.28-0.5 <=0.01 <=0.008 <=0.001 <=0.004

AS41B bal. 3.7-4.8 <=0.10 0.35-0.60 0.6-1.4 <=0.015 <=0.001 <=0.0035

3、主要合金的特征和应用范围

合金名称 特征 应用范围

AZ91D 强度高且耐腐蚀性好 电器产品的壳体等

AM60B 延伸率和抗冲击力大 汽车上的方向盘和坐椅等

AM50A 延伸率和抗冲击力大 汽车上的方向盘和坐椅等

AS41B 抗蠕变性能好 汽车上的减速箱等

镁合金相对比强度（强度与质量之比）最高。比刚度（刚度与质量之比）接近铝合金和钢，远高于工程塑料。

在弹性范围内，镁合金受到冲击载荷时，吸收的能量比铝合金件大一半，所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。

镁合金熔点比铝合金熔点低，压铸成型性能好。镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当，一般可达250MPA，最高可达600多Mpa。屈服强度，延伸率与铝合金也相差不大。

镁合金还个有良好的耐腐蚀性能，电磁屏蔽性能，防辐射性能，可做到100%回收再利用。

镁合金件稳定性较高压铸件的铸造行加工尺寸精度高，可进行高精度机械加工。

镁合金具有良好的压铸成型性能，压铸件壁厚最小可达0.5mm。适应制造汽车各类压铸件。

镁合金在汽车上最早的应用是三十年代英国伦敦城市公交的曲轴连杆箱体铸造件。在那个时期，生产出50多万件拖拉机变速箱壳体，而且至今仍在生产。在汽车动力系中，镁的应用数量最大的公司是大众汽车公司（VW）。这些部件的重为17公斤，比它所替代的铸铁件要轻50斤。

随着市场对镁产品需求应用领域的不断拓宽，从航空、航天、汽车零部件、钢铁脱硫、合金压铸件、3C产品的广泛应用，到民用产品的不断研发，以及镁合金技术的进一步研究，镁产品的发展愈来愈显现出它独特的不可替代的优点。同时由于镁合金较好的加工性能、较强的机械性能、重量轻、韧性好屏蔽性好，特别是具有极强的回收性能，越来越受到人们的青睐。

目前，全国六大镁合金基地建设已经初具规模，形成了重庆——镁合金汽车、摩托车制造，青岛——信息和通信产品开发，上海——汽车工业应用，深圳——镁合金压铸设备，辽宁——氧化镁及镁矿开发，宁夏——盐湖镁资源开发布局。