镁合金的成型及应用研究

镁合金成型及其应用研究

摘要文中综述了镁合金的种类、特点及性能，全面介绍了包括塑性成形、半固态成形、RSP等在内的镁合金成形方法，并对镁合金在航空航天、汽车、3C 等工业的应用历史及现状进行了概述，分析了镁合金目前存在的问题，指出了下一步研究的重点，并展望了镁合金的发展前景。

关键词镁合金，成型工艺，应用

1、前言

镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。加入AJ、Zn、Mn、Zr和稀土等元素形成的镁合金具有较高的强度。由于环保、节能方面的压力，在许多领域，传统钢铁材料已逐渐被各种综合性能更为优良的新型材料所替代。近年来，随着航空航天、交通运输、信息产业的发展，新型轻合金材料的研发日益受到各国的高度重视，镁合金凭借其优异的性能以及低迷的原镁价格，促使包括中国在内的世界各国相继设立相关研究课题，并投入大量人力物力。镁合金的研究开发与应用已成为材料研究的一大热门，其研究成果也在各个领域得到应用。

目前，镁合金在各领域的应用不断拓宽．市场对镁的需求大幅增长。作为21世纪令人瞩目的绿色工程材料．汽车轻量化将成为镁应用的主要领域。镁取代铝是汽车材料应用发展的必然趋势。关键应用技术的突破是唯一的短期障碍。全球镁资源量巨大，而且可完全回收再利用，随着其他金属矿产资源的日渐枯竭，金属镁必将成为继铁、铝之后的第三大金属材料。

镁合金以其低密度、比强度和比刚度高、阻尼减震性好、电磁屏蔽性好等优点；同时也是最轻的金属结构材料，被认为是汽车轻量化的首选材料，已成为制造汽车的重要材料；而且已广泛应用在航空航天、汽车、计算机、电子、通讯和家电等行业。90年代以来．世界各国高度重视镁合金的开发与研究，在美国、日本、德国等国的镁合金研究计划当中都把镁做为21世纪最重要的战略物资，并重点加强镁合金在汽车、计算机、家用电器与航空航天等领域的开发和应用研

究。同时，国际上主要金属材料的应用和发展发生了较为明显的变化，钢铁、铜、铅等传统金属材料的应用增长趋势趋于缓慢，而以镁合金为代表的轻金属结构材料则以每年20％的速度持续迅速增长。事实证明，镁合金产业已进入飞速发展的阶段。

2、镁合金的优点

镁合金的优越性主要表现在以下几方面口：①密度小，只及钢铁的1/4，铝合金的2/3，是最轻的结构合金，能有效降低部件重量，节省能源；②比强度很大，略低于比强度最高的纤维增强材料；③比刚度与铝合金、钢铁的基本持平，远高于工程塑料；④阻尼性很好，吸收能量能力强，具有极佳的减震性，可用于震动剧烈的场合，用在汽车上可增强汽车的安全性和舒适性；⑤导热性好，稍逊于一般铝合金，是工程塑料的300倍，且温度依赖性低，可用于制造要求散热性能好的电子产品；⑥镁合金是非磁性材料，电磁屏蔽性能好，抗电磁波干扰能力强，可用于手机等通讯产品；⑦镁合金加工成形性好，外观质感好，可制做笔记本电脑、照相机等的外壳；⑧镁合金线收缩率很小，尺寸稳定，不易因环境改变而改变(相对于工程塑料)；⑨镁合金可全部回收利用，是有利于环保的一种绿色金属。

3、常用镁合金

工业镁合金主要有主添加元素分别为Mn，A1，Zn，Zr和稀土的5个基本合金系：Mg-Mn，Mg-A1-Mn，Mg-A1-Zn-Mn，Mg-Zr，Mg-Zn—Zr，Mg-稀土-Zr，Mg-Ag-稀土-Zr和Mg-Y-稀土-Zr等。此外，在某些镁合金中Th也是添加元素之一。尽管含Th镁合金可用于军事和航空工业，但从环境因素考虑(具有放射性)，现已基本不用。

镁合金一般可分为含Al和不含Al镁合金，又由于不含Al镁合金一般都用Zr作为晶粒细化剂(Mg-Mn除外)，故也可分为含zr和不含zr镁合金。按产品形态，也可分为铸造和变形合金，后者又可分为锻压合金、挤压合金和轧制合金。除

以上常用镁合金外，还有其它一些新系镁合金，如Mg-Zn-Cu系，典型合金有砂铸合金ZC63和变形合金ZC71；Mg-Li系合金，其中LA141A和LS141A 已在航空航天工业得以应用。

近来，结合新工艺方法，一些新型镁合金体系得以开发和应用：快凝(RSP)合金，如EA55RS；非晶镁合金，如著名的三元合金Mg-M-Ln，其中M 为Cu 或Ni，Ln为La系元素，如Y；金属基复合材料(MMC)，如以SiC、玻璃、Al 0。和石墨等作为纤维强化添加剂的AZ91，AZ31及Mg—Li系合金等。这些合金的强度比一般镁合金的高得多，甚至高于一般铝合金的强度。

4、镁合金的成型工艺

由于金属镁的hcp晶体结构，致使除部分Mg-Li合金外的多数镁合金塑变能力比铝合金差得多，因此，其成形方法的研究显得十分重要。

4.1铸造

铸造(即液态成形)是镁合金的主要成形方法，包括砂型铸造、金属型铸造、重力铸造、熔模铸造、消失模铸造、永久模铸造和压铸等在内的多数铸造方法均可用于镁合金成形口]，其中压铸是最成熟、应用最广的方法。目前在欧美、日本和我国台湾地区已有相当规模。压铸可分为热室压铸和冷室压铸。前者是镁合金较为常用的方法，但压铸件不宜太大，通常用于生产重量不大的薄壁件，如英国Kirk Precision公司用热室压铸生产AZ91HP镁合金自行车架_2]，美国芝加哥White MetalCasting公司用镁合金生产计算机外壳I3 和雷达探测器_4 等；冷室压铸通常用来生产厚壁件和大铸件，如德国Audi汽车公司和美国GM 汽车公司用冷室压铸生产汽车仪表板。

镁合金压铸时，合金液充填压型时的高速湍流运动，使腔内气体无法排出，导致组织疏松，甚至铸件表面鼓包或变形。近年来出现的许多新压铸方法，包括真空压铸、充氧压铸和挤压铸造等一定程度上克服了以上缺点，减少了铸件组织疏松和气孔等缺陷，提高了铸件致密度。

4.2塑性成形

金属镁室温塑性成形能力差；高温时，由于产生孪晶滑移，塑性变形能力提高，但温度升高，也导致晶粒长大，塑性变形能力降低。因此，变形温度是重要参数，同时变形速率和应力状态也是重要的考虑因素。目前镁合金的塑性成形过程主要为锻造和挤压，少量为轧制成形。

(1)锻压成形

镁合金的可锻性取决于固相线、变形速率和晶粒度三个因素。锻造所用原料一般采用可锻性良好的AZ和ZK系，这两系合金可通过添加晶粒细化剂和合金

元素得到满意的晶粒尺寸。但铸造组织的晶粒度一般不符合锻造要求，须先将铸锭加以挤压，得到锻造所需晶粒尺寸，再以高变形速率锻造成形。镁合金锻压一般采用水压机或低速机械压力机，而很少用锤锻或快速压力机，否则易造成裂纹。另外，锻压过程中还应严格控制锻压温度等工艺条件。

(2)挤压成形

挤压所用原料一般也是AZ和ZK 系镁合金，若要求高温强度，WE系也可用于挤压。挤压温度一般控制在300～400℃。由于镁合金热容量较低，挤压简和模具要预热至锭坯温度，控制锭坯温度上限及挤压速度，以保证不出现热脆，温度下限不低于300℃，否则成形性急剧下降。挤压型材既可是实心的也可是空心的。

4.3超塑性成形

与塑性成形各向异性不同，超塑成形表现为各向同性，并可达很高的延伸率。此外镁合金超塑性还具有非常低的流变应力，以气压为动力就可完成超塑成形。对用于航天航空领域的复杂蜂窝状结构件，也可直接用超塑性成形结合扩散焊技术来完成。但只在一定应变速率范围内呈现超塑性，而要达到大超塑性，往往应变速率非常小，生产效率非常低，这阻碍了超塑性变形的应用。高应变速率超塑性成形和低温超塑性是发展方向。其中，等通道角挤压技术(ECAE)是低温超塑性的一种方法，在200℃温度下可使AZ91镁合金延伸率达到675 %。

4.4半固态成形工艺

金属半固态成形工艺是一种新成形工艺，它是将传统金属成形工艺用于半固态金属的各种方法的总称。它可分为两类，一是流变成形，另一是触变成形。流变成形则是将金属从熔融状态冷却至两相区成形的方法，触变成形则是将金属从固态加热到两相区成形的方法。

(1)流变成形

流变成形包括流变铸造和流变射铸技术。前者是将金属加热到液态，在随后冷却中施以外力或外场，以打破凝固过程中的枝晶，在金属处于半固态状态下送入压铸机进行压铸成形。该技术是1 992年美国康乃尔大学研究人员提出的，并于1996年获得专利。但因该技术将浆料制备和压铸分两步完成，增加了半固态浆保存和输送的难度，目前工业生产中还没有应用。流变射铸工艺是借鉴塑料射铸成形的方法，将其应用于半固态金属，无须保存和输送半固态浆，是一步成形

工艺。其原理是将镁合金在氩气保护的坩埚中熔炼，在设定温度下静置一定时间后，依靠底流阀把液态金属导入圆筒，冷却至一定固相分数后通过内置双螺杆施加剪切作用获得理想半固态浆，经由转向阀进入注射筒，在活塞作用下注射成形。

(2)触变成形

触变成形大体上可分为触变铸造和触变射铸。前者为两步成形工艺，首先，需获得具有细小、等轴、均匀的非枝晶组织坯料，然后将坯料部分重熔至半固态，送入压铸机压铸成形，或用挤压、锻造等手段塑性成形；后者是1988年由美国Dow化学工业公司提出的，该法将压铸技术与塑料注射成形相结合，为一步成

形工艺。其原理是将直径为5～6mm的镁粒，在室温下通过粒斗送入高温螺旋混合机，加热到半固态状态，以螺旋杆剪切并推送此半固态浆液射出成形。其特点是无需流

变铸造的制浆过程，也没有触变铸造坯料的部分重熔工艺。1 991年Dow 为该法申请了专利，并与数家公司联合成立了Thixmat公司，于当年4月推出了世界上第一台商业化机器触变射铸机，揭开了镁合金半固态成形工艺商业化进程的序

幕。目前包括中国台湾和日本在内的一些镁合金厂家用此法生产3C产品组件和汽车零件。

制浆工艺是触变成形的重要步骤，传统做法是通过搅拌获得触变结构，目前新的镁合金半固态制浆新方法在不断出现口，其中，镁合金近液相线铸造以及两相区铸造制浆方法，由于浇注温度低，而且避免了搅拌，无需特殊设备，工艺简单，具有其它制浆技术所不具备的优势，有着良好的工业应用前景。

4.5 RSP技术

RSP是近年来新兴的一种成形工艺，采用该技术可得到非常细小的晶粒组织，从而提高合金的机械性能和热稳定性。Matsuda 等利用该技术对Mg-Li-Si Ag合金进行了研究，所得该合金晶粒组织细小均匀，其问弥散分布着细小的Mg zSi 相。Daloz等对用快速凝固技术得到的Mg-A1-Zn合金进行挤压成形，发现在整个挤土过程中，均能保证细小晶粒，大大改善了该合金的塑性成形性。

4.6 其它成形工艺

镁合金成形工艺还包括连接、表层涂镀、粉末冶金等技术。最近出现了一些边缘成形工艺，将传统成形方法结合起来而形成的新工艺，如日本Sony、日立

金属、东京精锻工所共同开发了一种新锻造技术——压锻(Press forging)，并已投入工业牛产。该法是由Thixomolding发展而来，生产周期只有后者的一半，且

产品质量很好，生产成本适中，介于压铸和触变射铸之间。

5、镁合金的应用

镁合金是目前世界上最轻质的商用金属工程结构材料。镁及镁合金既可以铸造成形的方式制备出各种铸件或压铸件，也可通过各种塑性加工和热处理加工出不同品种、规格、性能和用途的管、棒、型、线材、板、带、条、箔材、锻件和模锻件等半成品。与其他结构材料相比，镁及其合金具有一系列的优点，如密度低、比强度和比刚度高、阻尼减振降噪能力强、电磁屏蔽性能优异、抗辐射、摩擦时不起火花、热中子捕获截面小、液态成型性能优越、切削加工和热成形性好、可焊接和胶接、对碱、煤油、汽由和矿物油具有化学稳定性、易于回收利用等，越来越受到人们的青睐。近些年来，镁材在汽车、摩托车等交通工具、计算机、通讯、仪器仪表、家电等电子电器工业、轻工、化工、冶金、航空航天、国防军工等部门获得了广泛的应用，随着镁的提炼及加工技术的发展以及成本的下降，镁材已成为继钢铁和铝之后的第三大类金属材料，在全球范围内将得到快速发展。

5.1 镁合金材料在汽车工业的应用与开发

自1970年中东石油危机以来，为减轻汽车重量以降低油耗和污染，提高安全性能，镁合金材料在汽车工业中的应用逐渐增加。目前，汽车工业中镁合金用量较多的地区和国家是北美、欧洲、日本和韩国。综合部分厂家的使用情况，目前镁合金材料主要用来制造以下汽车零部件。(1)车内构件：仪表盘、坐椅架、座位升降器、操纵台架、气囊外罩、转向盘、锁合装罩、转向柱、转向柱支架、收音机壳、小工具箱门、车窗马达罩、刹车与离合器踏板托架、气动托架踏板等。(2)车体构件：门框、尾板、车顶框、车顶板、IP横梁等。(3)发动机及传动系统：阀盖、凸轮盖、四轮驱动变速箱体、手动换挡变速器、离合器外壳活塞、进气管、机油盘、交流电机支架、变速器壳体、齿轮箱壳体、油过滤器接头、马达罩、气缸头盖、分配盘支架、油泵壳、油箱、滤油器支架左侧半曲轴箱、右侧半曲轴箱、空机罩、左抽气管、右抽气管等。(4)底盘：轮毂、引擎托架、前后吊杆、尾盘支架。美国福特、通用、克莱斯勒三家汽车公司在每辆汽车上采用的镁合金铸件分别达到30个、45个和20个。瑞典最新推出的沃尔沃CP2000车型全重700kg，所用镁合金件达50 kg，包括轮毂、离合器箱、转向齿轮箱、后悬臂、发动机架、

进气歧管、气缸体等重要部件。日本本田轿车一部分零件采用镁合金后，其原材料的重量大大减轻。

5.2 镁材在铁道和其他轨道车辆上的应用前景

使用镁材的目的是减轻重量、减小噪音和震动。主要应用的例子是仪表盘支撑梁、发动机阀盖、密封结构件、变速器、滤气器、发动机承受台、镁．锆减震合金消音器等。镁合金压铸件小巧轻便，而且耐蚀性高，因此，在车辆制造中往往用来替代铝合金铸件。镁板、镁锻件在铁道车辆上也获得了应用。

5.3 镁材在船舶工业中的应用

镁材在船舶制造业中早有应用，但用量很小。镁合金铸件由于具有良好的耐蚀性，被用作把手、连接件和阀盖、汽缸盖等零件。镁合金板材和型材被用作仪表盘支架、框架等。镁．锆合金被用来制作减震器和消音器等。

5.4 镁合金材料在摩托车上的应用

镁合金应用于摩托车起始于20世纪30年代的欧洲，镁合金摩托车部件几乎与摩托车同时代诞生。例如1938年英国伯明翰轻武器工厂生产一款名为“金星”的摩托赛车，其变速箱壳体采用镁合金制造。紧随其后的是1939年英国Ms公司推出的一款用于国际摩托车大奖赛的名为“超级动力”的摩托赛车，其曲轴箱体采用镁合金制造。近年来，体积大、动力足的著名的美国哈利·大卫逊的姐妹厂贝奥公司2002年生产的“霹雳XB9R”型摩托车，其双前灯梁、头灯壳、仪表盘以及大量电镀配件和装饰件都由镁合金制成。目前，镁合金在国内摩托车上的应用还较少，重庆镁业科技股份有限公司于2001年4月成功试制了型号为LX150的“镁合金绿色概念摩托车”，其中发动机曲轴箱体、箱盖及摩托车前后轮毂、尾盖、后扶手等12个零部件用镁合金材料。特别是摩托车轮毂用镁合金制造，减重效果非常明显，仅轮毂就减重近3 k，整台摩托车总减重6 kg左右。批量生产的摩托车镁合金发动机箱盖、箱体、轮毂等配件已经在摩托车上实现了大规模的应用。

5.5 镁材在自行车上的应用与开发

自行车由于是人力驱动的工具，因而重量的减轻带来的效果非常显著，更轻的自行车能获得更好的加速性能、爬坡性能、转弯性能，并且更易操纵，因而在国外自行车行业流传着“产品轻1 g多卖1美元”的说法。用镁材制造自行车与用铝的相比，可减重33％。用镁材制造的折叠式自行车车架重量仅1.4 kg，车总

重仅为4 kg。目前国外自行车使用的镁合金部件包括：轮毂、车把夹、脚踏板、制动器、手把、前叉、框架等近十几个部件。提供这些部件的有意大利的Grimace、ITM、DedaElementi，美国的Azonic、Easron、Sun Ringle、TimeImpact、Primo、Odyssey，英国的Avid、Mozo等全球著名自行车制造商，其中Pinarello公司是世界三大顶级自行车生产商之一。Paketa公司15”型的镁合金车架仅重1 190 g。在我国1996年达建公司率先投入镁合金自行车前叉外管的开发。随后，台湾省的容轮业、司普等公司也相继投入开发，主要的开发项目着重于避振前叉外管等结构件。但是在车架、车把、曲柄、座管及轮圈等主结构件的开发上，因需利用挤压管件、锻造型材以及配合焊接等，在技术上仍有待解决。我国是一个自行车大国，但在镁材使用方面的开发还很薄弱。目前，我国的自行车厂商已将大量镁合金零部件运用于自行车赛车、登山车甚至折叠车等高级车种。首钢远东、重庆镁业、中华自行车、上海交大、南京华宏等国内企业和研究院所都纷纷推出了镁合金自行车样车，其中首钢远东镁合金车型实现了上市销售，重庆镁业的镁合金自行车实现了产品系列化。从2001年的台北国际自行车展会场上泰亿已展出了新型镁合金车架。至于零部件方面，达建(前叉)、台湾容轮业(前叉、曲柄大轮盘)、凯特(曲柄)、司普(前叉)、久裕(花鼓)、六哥(锻造零件)、维格(脚踏)、仪铭东(轮圈)、远东(轮圈)、展轮(轮圈)、镒成等也都展出了商品化的镁合金自行车零部件。未来，在镁合金自行车的开发与制造上，将朝着更经济、大众化的方向发展。值得一提的是台湾省的企业近年来将提升自行车材料运用和功能设计作为发展自行车工业的突破口。美利达集团是全球自行车行业的一流企业，于1999年首次推出镁合金车架，目前已经有近十种型号镁合金自行车，但多为出口车型，价格较贵，比如镁合金精英型山地车售价高达8．6万台币，全车采用了镁合金车架、镁合金V型刹车件、WELLGO公司的MG.10型镁合金脚踏板。

5.6 镁合金材料在航空航天工业的应用与开发

商用飞机与汽车减重相同质量带来的燃油节省费，前者是后者的近100倍。而战斗机的燃油节省费又是商用飞机的近10倍，更重要的是其机动性能改善可以极大提高其战斗力和生存能力。正因为如此，早在20世纪20年代开发出的镁合金部件有发动机曲柄箱、发动机零件(铸件)、气球吊篮(薄板)、客机坐椅、起落轮(薄板、挤压件)；在20世纪40年代开发出的镁合金产品有JU88起落架支持框(铸件)、He177&Ju90部件(铸件)、BMW801发动机部件(铸件)、机枪支架环

(铸件)、无线电设备底座(压铸件)、定向仪(压铸件)、尾轮(压铸件)、B．36轰炸机部件；20世纪50年代，镁合金的应用有RR Darr发动机部件(铸件)，$55直升机发动机基座、蛤壳式门、尾锥(锥件)和蒙皮(薄板)，火箭和导弹零部件(薄板)，直升机齿轮箱(砂型铸造件)，直升机车轮及发动机部件(砂型铸造件)、涡轮喷气发动机机罩(砂型铸造件)，主起落轮(砂型铸造件、锻造件)，B．47轮及发动机部件(砂型铸造件)，机轮外壳(离心铸造薄板)，C．121和C．124运输机地板横梁(挤压件)；在20世纪60年代镁合金的应用有B．47和B．52主起落轮(锻件)、卫星零部件、HC．18直升机地板(挤压件)、飞机座．舱顶棚框架(砂型铸造件)，Apollo振动监测设备(砂型铸造件)，S-64B起落架齿轮箱(砂型铸造件)；在20世纪70年代镁合金的应用有F．20减速装置及座舱顶棚框(砂型铸造)和CH．53E 直升机传送箱(砂型铸造件)，在20世纪90年代镁合金的应用有直升机传动系(砂型铸造)，PW100涡轮发动机部件(砂型铸造件)，Garrett riPE TPE331．14&．15主涡轮发动机部件(砂型铸造件)，恒速传动、辅助动力设备进气管、喷气发动机传动齿轮箱。随着镁合金制备技术的发展，材料的性能如比强度、比刚度、耐热强度、蠕变等性能不断提高，其应用范围也不断扩大。目前其应用领域包括各民用、军用飞机的发动机零部件、螺旋、齿轮箱、支架结构以及火箭、导弹、卫星的一些零部件。如用ZM2合金制造WP7各型发动机的前支撑壳体和壳体盖；用ZM3镁合金制造J6飞机的WP6发动机的前舱铸件和WP11的离心机匣；用ZM4镁合金制造飞机液压恒速装置壳体、战机座舱骨架和镁合金机轮；以稀土金属钕为主要添加元素的ZM6铸造镁合金已扩大用于直升机WZ6发动机后减速机匣、歼击机翼肋等重要零件；研制的稀土高强镁合金MB25、MB26已代替部分中强铝合金，在歼击机上获得应用。

5.7 镁合金材料在电子工业上的应用与开发

近l0年来，电子工业发达的国家，特别是日本和欧美一些国家一大批重要电子产品使用了镁及其合金，取得了很好的效果。3c产品(计算机类、通讯类、消费类电子产品)是当今全球发展最快的产业。镁合金3C产品最早出现于日本，1998年，日本厂商开始在各种可携式商品(如PDA、手机等)采用镁合金材料，如今运用镁合金最普遍的3C产品是笔记本电脑，也是由日本SO．NY公司率先推出的。在3c产品朝着轻、薄、短、小方向发展趋势的推动下，近些年来镁合金的应用得到了持续增长。表1列出了部分日本电子器件使用镁合金的情况及其

成形方法。我国虽然是世界上产镁大国，但与日本、美欧国家相比，在镁合金材料研究和生产技术及应用等方面还有相当大的差距。但是，近几年来，海尔集团正准备采用镁合金外壳替代手机塑料外壳。此外，国内的另外几家手机制造商如科健、波导等也有这方面的强烈愿望。研究表明，镁合金用作手机外壳可以吸收90％的辐射。此外，还正准备采用镁合金制造电话交换机壳体和其他家电产品的外壳。

5.8 镁及镁合金在其他领域的应用与开发

(1)在冶金工业的应用

在冶金行业，镁被用于铸铁熔体的脱硫和石墨的球化，生产强度和韧性大幅度改善的球墨铸铁。镁也被广泛用作钢的脱硫剂。在铜基和镍基合金的生产中，镁通常被用作脱氧剂或净化剂。在冶炼钛、锆、铍、铀、铪等过程中，可用镁作还原剂。特别是在Bcrrcrron-Kroll工艺中，镁和钙的联合使用是不可或缺的铅液脱铋工序。用镁还原氯化钛制取海绵钛。迄今，镁的最大应用领域是作为铝合金提高强度和抗腐蚀能力的合金化元素。据统计，美国每年有45％以上的镁用于铝合金的添加元素，镁作为铝合金的添加元素在我国的用量也很大。另外，镁被加入锌的压铸合金中，提高其强度和改善尺寸稳定性。镁还是其他锌产品，如屋面板材、光蚀板材、干电池壳、阳极氧化池结构等的重要化学成分。镁还用作镍基合金、镍一铜合金、镍一铜一锌合金的合金化元素，提高合金材料的性能。

(2)在化学化工领域的应用

在著名的Gribnard工艺中，镁被用来制备复杂的和特殊的有机化合物及金属有机复合物。镁也被用于生产烷基镁和芳基镁，用于润滑油中充当中和剂，用于氩气和氢气的纯化，在真空管制备过程中充当吸气剂；用于氢化硼、氢化锂和氢化钙的制备，用于沸水中除氧和除氯。镁及其合金锻造产品在电化学领域的应用包括阴极保护、电池和光刻等。牺牲阳极镁已用于延长家庭或工业热水器、地下结构(如电缆、管道、罐、塔基等)、海水蒸馏器、轮船壳体和海洋环境中的钢桩等的寿命。镁合金可用于储氢，尤其是向镁或Mg2Ni中加入一定质量分数的其他系列储氢合金(如TiFe、TiNi等)可以明显催化镁的吸、放氢性能。因此，它有望用于储氢介质和燃料电池。用镁制造的电池有干电池和蓄电池，如海水驱动电池。最近在制造半导体和太阳能电池用的高纯si的工艺中，制取si}I4的工艺中，制取si时使用了MgSi合金。此外，因为镁有良好的蚀刻特性、优良的力学

性能和抗磨损能力而可用于光刻板。镁粉还可用于制备香料、农药等化学树脂的化学反应中。

(3)在烟火和照明中的应用

铝含量超过30％的镁．铝合金微细粉末燃烧时会产生耀眼的白光，因此镁早期的工业应用是制造烟火。另外，该白光比自然光更适合于摄影，从而被用作摄影闪光灯。镁粉还广泛用于夜空摄影的焰火、各种礼花、军用信号弹、照明弹、燃烧弹等方面。

(4)其他应用

镁及其合金还被应用于电力工业、家庭消费品、家具、车床设备、办公室设备、光学设备、运动器械和医疗器械等众多领域，应用非常广泛。

①在电力工业领域，镁被用于制造广播元件和盒体(压铸件)、开关盒、变压器箱体和盖板、电动马达机盒、扩音器框架、多频道手提式无线电话机机盒、散热片等。

②在家庭消费品方面，镁被用于制造手提箱(板材和挤压件)、公文袋(挤压件)、割草机机盒(压铸件)、轮椅车轮(压铸件)、安全帽(压铸件)、真空吸尘器叶轮(压铸件)、缝纫机零件(铸件)、梯子(挤压件)、折叠椅(挤压件)、书架托架(压铸件)、电动刀刀柄(压铸件)、玩具汽车和火车(AZ91镁合金压铸件，质量为21 g，仅为zn产品的1／4)。

③镁在车床设备上的应用有钻机手柄、电动马达机盒(铸件)、筑路用夯槌(铸件)、气锤(压铸件)、手动工具(压铸件)、脚手架(挤压件)、振动检测设备零件(压铸件)、射钉枪(压铸件)、投币式电话机盒(压铸件)、振动台(砂型铸造件)、铸造芯盒(砂型铸造件)、压铸生产的钻床设备齿轮箱(仅重400 g)。

④用镁制备的办公设备有打字机框架(压铸件)、现金出纳机框架和机盒(压铸件)、铅笔刀(挤压件)、姓名住址印写机(压铸件)、打印机卷轴(挤压件)，仓库磅秤零件(压铸件)、簿记设备零件(铸件)、口述记录机结构件(声刻件和口述录音机部件，压铸件)、磁带卷轴(板材及挤压件)，记录磁盘(板材)、打印机台架(挤压件、压铸件)、照相机盒(压铸件)。

⑤镁在光学器件领域的应用，有野外用双筒望远镜和戏剧镜结构(压铸件)、箱体、显微镜及经纬仪(压铸件)、三脚架(铸件、挤压件)、照相机盒(压铸件)、电影放映机壳体(压铸件)、胶片盒(板材)、电视摄像机机盒(压铸件)。

⑥在运动器械方面，采用镁材的零部件有淡水用独木舟和船体(板材和挤压件)、弓箭把手(压铸件)、垒球球棒(压铸件)、背包架(挤压件)、钓鱼杆绕线轮(压铸件)、乒乓球拍(压铸件)、滑雪橇捆绑件(压铸件)，由高强镁合金材料制成的网球拍、弓箭手柄与一般铝合金相比，具有更好的抗拉、拉扭强度及耐疲劳限度。

6、存在的问题及前景展望

近年来，镁合金应用逐年提高，但一些尚待解决的问题使得镁合金应用成本很高，表现在以下几个方面：①镁的电位很低，熔炼过程极易燃，须采取复杂的保护措施，工业生产中，主要采用熔剂或气体保护。前者易造成锭坯夹杂，影响产品质量，释放的HC1、C12和HF等气体污染环境。气体保护多采用SF气体，这种气体虽然对人体无害，但造成的温室效应是CO的24900倍；②镁塑性成形性差，目前工业中应用的多为镁合金压铸件。成形方法的局限是阻碍镁合金发展的另一个主要问题；③另外，大多数镁合金高温蠕变性和耐蚀性差。目前采用涂装技术来提高其抗氧化和防腐性能，但是增加了成本，不利于推广应用。

针对以上问题，镁合金研究应该集中在以下几方面：开发新的无污染熔炼技术，目前正在研究的利用添加Ca或Be来实现阻燃的技术，具有良好的应用前景；开发新的和改善现有的成形工艺；开发包括高强、高温、耐蚀镁合金和复合材料在内的新型镁合金；设计和制造新的成形设备；进一步研发镁合金的表面处理技术，增强镁合金的抗氧化能力，美化外观。

我国是镁资源大国，同时也是汽车、摩托车和通讯产品巨大的潜在市场，因此发展镁合金有独特的优势和意义。我国镁合金的应用尚处于初级阶段，原镁产量虽然居世界第二，但大多以初级产品出口，镁合金应用极少，与欧美日等发达国家有着很大差距。提高镁合金应用水平，已是迫在眉睫的任务。随着国家对镁合金相关研究计划的实施，相信镁合金的发展一定有着光明的前景。