浅谈镁合金新材料加工工艺
一、镁合金新材料特点
(一)镁合金是最轻的结构材料之一
镁合金有着其它金属不可比拟的优越性。镁及镁合金的特殊性能，重量轻、产品集成化高，其导热性能和强度尤为突出，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而且轻等使其在移动通信、手提计算机等的壳体结构件上以及在汽车、电子、电器等领域都具有重要的应用价值和广阔的应用前景。镁合金相对比强度最高。镁合金冲击韧性好、抗弯强度大、机械性能的各向异性不明显、塑性好、容易变形加工、容易焊接成形、比热容量大、导热性低。事实上，轻量化的好处，并不仅仅是提升马力重量比这个与加速能力息息相关的参数，更对汽车的操控大有影响。实践证明，镁合金是实现汽车轻量化不仅是节油节能、提高效率、降低污染的有效途径，也对提高汽车安全性能、加强环境保护等有着重要的意义。
(二)镁是工程应用中最轻的金属结构材料
镁合金是活泼金属，所以制造设备和环境有更高的要求，导致制造成本高涨，所以镁合金的价格也会高于铝合金。同等体积的条件下镁合金比铝合金质量轻，这是镁合金的优势。其密度仅为1.8克/厘米 3，是钢的1/4，铝的2/3。在汽车结构材料应用中，有时比铝和塑料更有应用价值。镁合金板材及板坯具有密度小、比强度高、电磁屏蔽性好、易于加工、减震性能好的优点。镁合金具有较高的抗振能力和吸热性能，因而是制造飞机轮毂的理想材料。镁合金AZ31B在汽油、煤油和润滑油中很稳定，适于制造发动机齿轮机匣、油泵和油管。还具有良好的电磁屏蔽特性和阻尼减震能力、成 形性能优良及回用处理方便等一系列性能，符合对材料的轻量化和绿色化的要求。另外，镁合金在电子工业中具有十分广阔的应用前景。镁合金将能够满足汽车非结构件和结构件的性能和使用要求，具有耐高温、抗蠕变和抗腐蚀性能。
(三)镁合金相对比强度最高
随着能源、资源问题的日渐突出，以镁、钛金属及其合金为代表的轻合金材料应用越来越广泛，镁合金的强度高、机械性能好.是实用金属中的最轻的金属，高强度、高刚性。另外，还具有良好的吸震性及耐冲击性。镁合金产品吸震性及耐冲击性强，对外界的碰撞具有很好的防震作用，因而就能对内部机体有很好的保护作用。具有吸声性能，广播室和现代大建筑物目前多采用镁合金做室内天花板。铝在碰击情况下不产生火花，可应用于防止火花产生的场合。镁合金具有良好的散热性。镁合金的热传导性与热扩散性都比较好，而铝合金热传快但扩散慢，它不能有效及时地把热散掉。“十二五”期间，新型轻合金材料主要以大规格、轻质、高强、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳为发展方向，大力发展高性能镁合金是必然趋势。
二、镁合金新材料加工工艺分析
(一)强烈塑性变形技术
镁合金在塑性变形时由于强烈的变形织构存在，变形后容易产生各向异性，影响进一步的加工。通过工艺控制与优化，调控材料的织构类型和数量，是提高或改善镁合金加工性能的重要途径，所以成为材料科学工作者不断探索与研究的领域之一。强烈塑性变形技术是制备超细晶金属材料的有效方法。一系列通过强烈塑性变形来制备超细晶材料的工艺技术被提出，包括等通道角挤压、累积轧合法、高压扭转法、震波冲击法、反复折皱-压直法、扭转挤压法、大挤压比挤压法、多向锻造法等等。由于镁合金是六方结构，塑性变形能力较差，传统的单一的塑性变形方法难以进一步提高其力学性能。针对这一难点，采用大塑性变形技术，发挥其强烈的晶粒细化效果，可以直接将材料的内部组织细化到亚微米乃至纳米级。大塑性变形技术包括等通道转角挤压、累积叠轧等。采用大塑性变形制备的 Mg-Y-Zn 合金在 250℃时获得抗拉强度为400 MPa，屈服强度为340 MPa，伸长率达20% 的综合力学性能。
(二)铸造技术
一般来讲，镁合金锻件的性能岁碧昂型程度的增大而提高而随着变形温度的升高，其力学性能逐渐降低。近年来变形镁合金得到了广泛的研究和应用，连续铸造技术为新型变形镁合金提供合格的铸坯。压铸是镁合金最主要、应用最广泛的成形工艺。因镁合金热流动性好，很适合于薄壁件的压铸生产。 镁合金锻件替代铝合金作为汽车轮毂是镁合金的另一重要应用，但这对其安全性及性能提出了很高的要求。从镁合金的性能上来看，完全可以满足方向盘的性能要求，而且采用一片式的压铸成型 工艺，为安全气囊，多功能开关在方向盘上实现提供了可靠保证。
(三)锻造技术
锻造技术是汽车工业的重要支撑工业之一，一直以来与汽车业的发展密切相关。近年来汽车业的迅猛发展带动了锻造市场的扩大。锻造工艺按方式可分为自由锻造和模锻，按锻造温度可分为热锻，温锻和冷锻，由于镁合金冷加工性能差，所以一般采用热锻。由此可见，锻造是高性能镁合金产品成形的有效方法之一。采用铸造技术生产出的铸件尺寸精度、表面质量比其他镁合金铸造方法要高，复杂、耐高温、不易加工的铸件均可用熔模精密铸造。
结语
我国镁的蕴藏也十分丰富，菱镁矿资源占全球总量的22.15%，原镁产量已占全球产量的64%，是名副其实的镁金属生产大国。随着对镁合金需求的不断增加，市场认可度逐渐增强。因此，镁合金材料加工需从技术、人员、管理等方面进行全面的整合，才能不断扩大镁合金市场规模，实现镁合金加工工艺技术的不断提高。
变形铝合金，顾名思义就是通过冲压、弯曲、轧和挤压等工艺程序让让铝合金形状、厚度发生变化，成为变形铝合金，而这种材料现在广泛应用于工业、机械、航空、建筑等行业。我们都知道，根据国标规定，不同的金属材料都有不同的牌号，而牌号往往就像名字一样，可以读出该金属材料中各种元素的含量。变形铝合金也是如此，不同牌号的变形铝合金的性能、特点是不一样的，下面小编就给大家介绍几种变形铝合金的牌号以及变形镁合金的特点。
1、牌号：1080
这种牌号的变形铝合金铝密度小，导电、导热性能优良，抗酸碱腐蚀，而且可塑性较好，可以把它加工成板、带、箔和挤压制品等，也可以进行气焊、氩弧焊、点焊等操作。虽然它不能进行一般的热处理，但可以通过冷变形提高强度。
2、牌号：1200(L5)
这种变形铝合金易加工，铸造的方式多样化，可塑性非常强，可以轧成薄板和箔、拉成管材和细丝、挤压成各种民用的型材，并且能够以大多数机床能达到的最大速度，进行车、铣、镗、刨等机械加工。
3、牌号：LF2(5052)
这种牌号的变形铝合金是不能通过热处理来强化的合金，只能通过冷加工的工艺方法来强化，通过工业制造中常温下进行的锻件、挤压等工序，能够加工成各种高负荷的结构元件，如管、棒、型、线及各种锻件。并且有良好的塑性、可焊性、抗蚀性。
4、牌号：LC4
这种铝合金的抗压力、耐腐蚀性能、韧性都较低，而且耐热性能也不是很好，通常需要保证工作环境温度在120℃以下。为了提高这种材料的应用价值，增加抗腐蚀性能，一般可对这种铝合金的板材制品进行包覆LBl合金，或者进行阳极氧化处理。为了增加抗压能力和铝合金韧性，可以对制品进行分级时效处理，但同时也会使铝合金的强度下降。
变形镁合金到底是指什么
镁合金具有密度低,比强度和比刚度高,电磁屏蔽效果好,抗震减震能力强,易于机加工成形和易于回收再利用等优点,在航空,航天,汽车,3C产品以及军工等领域的具有广泛的应用前景和巨大的应用潜力。
目前,镁合金的应用大多数是以模铸,压铸以及半固态成形等工艺来生产产品。这些工艺生产的产品,存在着组织部太致密,成分偏析,最小厚度偏大,力学性能偏低等缺憾,不能充分发挥镁合金的性能优势。研究和实践表明,塑性变形能够改善镁合金的组织和力学性能,大大提高镁合金的强度和塑性,同时,很多领域重要结构材料需要用的板材,棒材,管材和型材等只能用塑性成形工艺来制取,而不能利用铸造等工艺来生产,所以,变形镁合金及其成形工艺的研究越来越受到重视。
但是,由于镁合金晶体结构是密排六方(Hcp),塑性较差,成形困难,成材率低,加之人们对镁合金易燃,不耐腐蚀等缺点的过分夸张甚至是错误的认识,导致变形镁合金没有得到大规模应用,变形镁合金及成形工艺的研究没有引起足够的重视和深入的开展。目前变形镁合金的板材,型材以及锻件等生产仍集中在航空航天及军事等高端领域或部门,没有普及到一般民用领域。在当今社会节约资源和减少污染成为社会可持续发展战略的要求的背景下,急需加快研究步伐,转变观念,以推动变形镁合金镁在民用领域的应用。
1,变形镁合金的合金系
变形镁合金主要分为四个系列(美国标准):AZ系列(Mg-Al-Zn),AM系列(Mg-Al-Mn),AS系列(Mg-Al-Si),AE系列(Mg-Al-Re)。中国变形镁合金牌号为MB系列。几个主要工业发达国家的变形镁合金标准及牌号见表1所示。变形镁合金以AZ系应用最为普遍,其中又以MB2应用最为广泛。需要指出的是变形镁合金中MB2的合金成分与AZ31B不同,其力学和成形性能比AZ31B稍差些,介于AZ31B和AZ31C二者之间。
新近研究开发的变形镁合金如:Mg—Li系合金,由于锂的加入,Mg-Li系合金成为最轻的变形镁合金,金属Li的密度只有0.53g/cm3,用Li作合金元素,除降低密度外,Li的加入可以在合金中形成具有bcc结构的β相,显著改善镁合金的塑性,变形加工能力大大增强。
在变形镁合金系中加入稀土元素后,如在Mg-Zn系合金中加入Y,Ce,Nd以及Re等元素,能够著改善变形镁合金的耐蚀性和高温性能,形成新的合金品种。
以上就是小编为大家列举的几种不同牌号的变形镁合金及其优点，相信大家对这种工业材料又有了新的认识和了解。变形铝合金不管是从化学性能上，还是从功能特性上，都有好多种分类，而如今，变形铝合金已慢慢被各种工业建筑行业所青睐，但是要注意，不同牌号的变形铝合金的性能和作用是不同的，所以商户在选择时一定要根据需求来选择合适的牌号的变形铝合金，这样才可以发挥最大的价值。
镁合金是什么材料做的？顾名思义镁合金是由镁和其他金属组成的，其主要成分是镁元素，常用的变形镁合金镁元素占比在90%及以上，其他金属，含有铝、锌、锰、锆等其他元素。
镁合金板材
根据其合金元素的配比不同，镁合金主要又可分为镁铝锌合金，镁锰合金，镁锌锆合金等。
镁铝锌合金国内其主要的代表有AZ31B、AZ91D，国外代表主要有AZ31B、AZ80A等镁合金；其中AZ31B镁合金生产工艺成熟，性能适中，价格便宜，应用范围较广。
AZ31B镁合金
镁锰合金的主要代表有ME20M镁合金，国内老牌号叫MB8（八号镁合金）、含有较高的锰元素以及0.15-0.35%的稀土元素Ce，该镁合金开发时间长，其产品可在250度温度下稳定工作，其缺点就是ME20M镁合金浇铸较AZ31B困难，其成本相对较高，市场使用率较AZ31B小。
MB8镁合金
镁锌锆合金国内主要代表为ZK61M镁合金，老牌号为MB15（十五号镁合金），其主要特点是含有较高的锌元素及0.3-0.9%的锆元素，锆元素也被称为镁合金里面的维生素，添加锆元素，可以显著细化镁合金晶粒，提高镁合金综合性能，目前国内应用范围主要集中在科研院校项目，航空航天等领域，其缺点还是其浇铸成本较高，因为其要求品质比较高，应用范围较窄，成本居高不小，目前国内较多使用的ZK61M-T5镁合金一吨价格基本在30万上下。
MB15镁合金
内容参考：镁合金是什么材料做的、和塑料比怎么样，有哪些特点优势及价格？
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标准：GB/T 3191-1998 特性及适用范围：
① 5052属于Al-Mg系合金,使用范围广泛,特别是建筑业离不开此合金，是最有前途的合金。耐蚀性好，焊接性优良，冷加工性较好，并具有中等强度。5052的主要合金元素为镁，具有良好的成形加工性能、抗蚀性、焊接性，中等强度，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、五金制品、电-器外壳等。
② AL-Mn系合金，是应用最广的一种防锈铝，这种合金的强度高，特别是具有抗疲劳强度：塑性与耐腐蚀性高，不能热处理强化，，在半冷作硬化时塑性尚好，冷作硬化时塑性低，耐腐蚀好，焊接性良好，可切削性能不良，可抛光。用途主要用于要求高的可塑性和良好的焊接性，在液体或气体介质中工作的低载荷零件，如邮箱，汽油或润滑油导管，各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件：线材用来做铆钉
化学成分
化学成份： 铝 Al ：余量 硅 Si： ≤0.25 铜 Cu ：≤0.10 镁 Mg：2.2~2.8 锌 Zn：≤0.10 锰 Mn：≤0.10 铬 Cr：0.15～0.35 铁 Fe： ≤0.40 注：单个:≤0.05合计:≤0.15
力学性能
力学性能： 抗拉强度 σb (MPa)173～244 条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥70 试样尺寸：所有壁厚 注：管材室温纵向力学性能 不同状态不同的性能。
铝镁合金铝板合金元素主要是镁，含镁量在3-5%之间。主要特点为密度低，抗拉强度高，延伸率高。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列。故常用在航空方面，比如飞机油箱。在常规工业中应用也较为广泛。加工工艺为连铸连轧，属于热轧铝板系列故能做氧化深加工。
铝镁合金铝板质坚量轻、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。
应用：
电子产品
通常被用于中高档超薄型或尺寸较小的笔记本的外壳。银白色的铝镁合金外壳可使产品更豪华、美观，易于上色，并且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：铝镁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。
门窗产品
铝镁合金材质性能出色，强度高，耐腐蚀，持久耐用，易于涂色，用来制作高档门窗。
