ZK60镁合金

ZK60镁合金
ZK60镁合金

镁合金材料简介

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逐渐受到各国的高度重视。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。

镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金,是目前实际应用中最轻的金属结构材料,具有密度小、强度高、阻尼性、切削加工性和铸造性能好的优点。

一、镁合金的分类

一般来说,镁合金按以下三种方式进行分类:合金化学成分、合金是否含锆和成形工艺。

按镁合金的合金化学成分分为:二元系镁合金 Mg-A1、Mg-Zn、Mg-Mn、Mg —RE、Mg-Zr和Mg-Li等,三元系及多组元系镁合金Mg-A1-Zn、Mg-A1-Mn、Mg-Mn-Ce、Mg-RE—Zr、Mg-Zn—Zr。

根据加工工艺的不同可分为两大类,即铸造镁合金和变形镁合金。两者在成分、组织和性能上存在的差异,使其在应用上也有明显区别。大量镁合金产品采用铸造工艺进行生产,其产品主要应用于汽车零件、机件壳罩和电气构件等。铸造工艺最常用的是压铸工艺,其主要特点是生产效率高、铸件质量好、组织优良、可生产薄壁及形状复杂的构件等。最常见的压铸镁合金是Mg-A1系合金。通过控制杂质含量,可通过压铸工艺生产出力学、耐腐蚀等综合性能优良的镁合金铸件,如最常见、使用量最大的AZ31合金。但压铸成形的镁合金件难免内部会存在显微气孔等缺陷而且力学性能较差。变形镁合金一般是指可用挤压、锻造等塑性成形方法加工成形的镁合金。与铸造镁合金相比,镁合金热变形后微观组织结构得到细化,消除了铸造产生的缺陷,产品具有更高的强度、更好的延展性,其大大提高的综合性能能够满足更多样的结构件的需求。变形镁合金由于具有这些优点,这些年得到广泛的关注并取得了长足的发展,形成了一些系列(如变形镁合金可以根据是否能进行热处理强化,分成可热处理强化变形镁合金和不可热处理强化变形镁合金)。

二、镁合金的特点

与其他金属相比,镁合金具有以下特点:

(1)镁合金的比重小,是目前最轻的结构材料,密度在1.75—1.85g/cm3之间,是钢密度的23%,铝密度的67%,塑料密度的170%。镁合金比强度明显高于铝合金和钢,仅略低于比强度最高的纤维增强材料;比刚度与铝合金和钢相当但远高于纤维增强材料,具有很好的优越性。

(2)镁合金阻尼性能好,与铝合金、钢、铁相比具有较低的弹性模量,在同样受力条件下,可消耗更大的变形功,具有降噪、减振功能,可承受较大的冲击震动负荷,适合于制备抗震零部件。

(3)镁合金导热性、热稳定性、抗电磁干扰性和屏蔽性能良好。

(4)镁合金的铸造性良好,镁与铁反应性很低,熔炼时可用铁坩埚,镁在单位容量下的热焓低,其压铸速度可比铝高,且镁铸件的铸造和加工精度高,镁合金压铸件的最小壁厚可达0.6mm,而铝合金为1.2-1.5mm,镁合金可以进行高速机械加工,生产效率高,在模具内凝固快,生产率比压铸铝件高出40-50%,最高可达两倍,适用于汽车工业的大批量生产。

(5)镁合金的尺寸稳定性较好,收缩率稳定,铸件和加工成品的尺寸精度高,除了镁-铝-锌合金外,多数镁合金在热处理过程及长期使用中由于相变而引起的尺寸变化基本为零。

(6)切削加工性能优良,其切削速度大大高于其他金属。切削镁合金时对刀具的消耗低,切削功率小,镁合金、铝合金、铸铁、低合金钢切削同样零件消耗的功率比值为l:1.8:3.5:6.3。镁合金在切削后不需要磨削、抛光,不用切削液即可以得到粗糙度很低的加工面。此外,镁合金在受冲击或摩擦时,表面不产生火花,利于生产安全。

(7)与塑料类材料相比,镁合金可回收利用,回收成本低,回收利用率高,这对降低制品成本、节约资源、改善环境相当有益。

(8)液态镁容易剧烈氧化、燃烧,故镁合金的熔炼必须在熔剂覆盖下或者在

保护气氛中进行。镁合金铸件需要在SO

2、C0

2

或SF

6

气体保护,或者在真空条件

下进行固溶处理,并且固溶处理和时效处理时间均较长。

三、镁合金的应用

随着镁合金成形技术的迅猛发展,越来越多的镁合金产品已用于汽车、通讯和航天工业中。但是,作为一种新兴材料,镁的现有使用状况远没有充分发挥它

的潜在优势,镁合金在实际工业应用方面的发展远不及铝合金和钢铁工业。现代科技和相关产业技术的发展,使镁合金各项独特优点日臻完善,应用范围迅速扩展,特别是汽车及3C用镁合金零部件的大量应用。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,并投入大量的人力物力。我国目前在镁工业方面拥有三项“世界冠军",即储量、生产、出口,因此利用资源优势开展镁合金的研究显示出其诱入的前景。镁合金的研究开发与应用己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,具体应用情况如表1所示。

表1 镁合金产品应用情况

镁合金的四大主要应用领域

镁合金的四大主要应用领域 日前介绍了镁合金目前的主要应用领域,主要分四个方面: (1)交通工具上的应用 随着世界能源危机、资源危机与环境污染问题的日趋严重,节能和轻量化已成为汽车工业的重要问题。采用镁合金制造摩托车发动机、轮毂、减速器、后扶手及减震系统等部件,不仅能减轻整车质量、提高整车的加速和制动性能,还能降低行使震动、排污量、噪声及油耗,可提高驾乘舒适度。重庆镁业科技股份有限公司目前已研制出10余种摩托车镁合金压铸件和挤压铸造镁合金轮毂,并组装了镁合金用量为14kg的隆鑫LX150摩托车,开创了我国摩托车大量采用镁合金的先例。重庆镁业和重庆博奥镁业现已形成镁合金摩托车压铸件300万件、镁合金型材1000吨及镁合金1500吨的年生产能力。目前我国已有300多万辆摩托车应用了镁合金,可节省油耗数亿元以上。我国是摩托车生产大国,目前年产量达2500多万辆,连续14年居全球首位,若平均每辆镁合金用量按5kg计算,摩托车工业每年需镁合金约12万多吨。 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。 (2)电子工业中的应用 镁合金所具有的优异的薄壁铸造性能及良好的比强度、刚度和抗撞能力,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、散热和环保要求。因此,当前在3C产品如手机、笔记本电脑、数码相机、摄像机、PDA等行业,也已经掀起了镁合金外壳及零部件研发与应用热潮。国内已经建立起了一批专门生产3C产品专用镁合金部件的企业,如青岛金谷镁业公司、长春华禹镁业公司和富士康公司等。

镁及镁合金熔炼特点

镁及镁合金熔炼特点 镁合金的熔点不高,热容量较小,在空气中加热时,氧化快,在过热时易燃烧;在熔融状态下无熔刘保护时,则可猛烈地燃烧。因此,镁合金在熔铸过程中必须始终在熔剂或保护性气氛下进行。熔铸质量的好坏,在很大程度上取决于熔剂的质量和熔体保护的好坏。镁氧化时释放出大量的热,镁的比热容和导热性较低,MgO疏松多孔,无保护作用,因而氧化处附近的熔体易于局部过热,且会促进镁的氧化燃烧。 镁合金除强烈氧化外,遇水则会急剧地分解而引起爆炸,还能与氮形成氮化镁夹杂。氢能大量地溶于镁中,在熔炼温度不超过900℃时,吸氢能力增加不大,铸锭凝固时氢会大量析出,使铸锭产生气孔并促进疏松。多数合金元素的熔点和密度均比镁高,易于产生密度偏析,故一次熔炼是难以得到成分均匀的镁合金锭。有时采用预制镁合金,再重熔的办法。为防止污染合金,熔炼镁合金时不宜用一般硅砖作炉衬。由于镁合金对杂质也很敏感,如镍、被含量分别超过0.03%及0.01%时,铸锭便易热裂,并降低其耐蚀性。对熔剂要求很严格,要有较大的密度和适当的黏度,能很好地润湿炉衬。在熔炼过程中熔剂会不断地下沉,因而要陆续地添加新熔剂,使整个熔池覆盖好且不冒火燃烧。在个别地方出现氧化燃烧时,应及时撒上熔剂将其扑灭。用Ar、Cl2、CCl4去气精炼时,吹气时间不宜过长,否则会粗化晶粒。用N2气吹炼时可能形成氮化镁,温度不宜过高。镁合金的流动性较小,应稍提高浇温。但浇温过高会使形成缩松的倾向增大。铸锭时要注意熔体保护和漏镁放炮。浇温和浇速过高,易产生漏镁和中心热裂;但浇温浇速过低,则易形成冷隔、气孔和粗大金属间化合物等。此外,由于镁合金密度小,黏度大,一些溶解度小而密度较大的合金元素不易溶解完全,常随熔剂沉于炉底,或随熔剂悬浮于熔体中成为夹杂。因此,镁合金中常出现金属夹杂、熔剂夹渣及氧化夹渣。 归纳起来,镁合金的熔铸技术具有如下特点: 1)镁的化学活性很强烈,在熔态下,极易和氧、氮及水气发生化学作用。在熔体表面如不严加保护,接近800℃时就很快氧化燃烧。为减少烧损、生产安全以及保证金属质量,在整个熔铸过程中,熔体始终需用熔剂加以保护,避免与炉气和空气中的氧、氮及水气接触。因此,给工艺带来了许多问题,如大量熔盐

高强度轻质镁合金

高强度轻质镁合金 本研究方向主要是针对纳米晶块体材料及材料的表面改性和高强度镁合金材料及其应用开展研究工作。 纳米晶体材料是微观结构特征尺寸位于纳米量级的材料。微观结构包括组成材料的晶体单元、结构单元和材料自身尺度。纳米晶体材料具有许多不同于常规多晶体材料的独特性能,如高的硬度、强度、优异的摩擦、磨损性能和极强的化学扩散能力。着重研究金属材料表面纳米化,即在材料的表面形成具有一定厚度的纳米结构表层,而基体材料仍保持原始粗晶结构。依据表面纳米化制备方法和原理,在块体金属材料表面形成的纳米结构分为表面涂层/沉积纳米化、表面自生纳米化以及混合纳米化三类。 高强度轻合金由于具有高的比强度和比模量,是理想的结构材料之一,在现代汽车、航空航天、通讯等行业有着广阔的应用前景,成为目前国内外研究与开发的热点。山西的镁资源极其丰富,是全国的镁基地,为此开展高品质镁合金的研究与开发具有重要的理论和实际意义。本着服务地方经济建设和产业结构调整的主旨,为打造全国的镁合金基地而不懈努力。 重点针对镁合金材料的熔炼和性能,开展以下几个方面的研究:1)耐热镁合金。耐热性差是阻碍镁合金广泛应用的主要原因之一。当温度升高时,它的强度和抗蠕变性能大幅度下降,使其难以作为关键零件(如发动机零件)在汽车等工业中广泛的应用。耐热镁合金的开发中用的合金元素主要是稀土元素(RE),但由于稀土合金的高成本成为应用的一大障碍。2)耐蚀镁合金。镁合金在室温下很容易被空气氧化,形成氧化膜,膜多孔、疏松、耐蚀性差,严重制约了镁合金应用的;3)阻燃镁合金。镁合金在熔炼浇铸过程中,易发生剧烈的氧化燃烷。现有的熔剂保护法和气体保护虽是有效的阻燃方法,但在应用中产生严重的环境污染,并使合金性能降低,造成设备投资增大。需开发阻燃性能和力学性能均良好的阻燃镁合金;4)高强高韧镁合金。镁合金的强度不高一直成为扩大其应用范围的障碍,用镁合金代替铝合金,往往不得不在铸件设计上加

镁合金材料应用简介

镁合金材料应用简介 庄顺英 zsy@https://www.360docs.net/doc/1c697386.html, 摘要::以下是转载,主要介绍镁合金材料的特性、种类、成型条件和处理工艺。关键词: 如:性能,特点,压铸设备,成型技术等

镁合金材料一直是作为机械零件来应用的,近年来,由于3C产品的轻薄化,使得镁合金产品在3C领域有着较为广泛的应用。 这种金属材料的特点,决定了它的加工方式与注塑产品有很大的不同,所以在这里对镁合金材料做个简单的介绍,主要包括镁合金材料简介、镁合金压铸设备简介、镁合金压铸模具简介和典型零件工艺流程简介,给大家在设计镁合金产品时做一个参考。 一、镁及镁合金材料简介 1、物理化学性能 镁为银白色金属,原子序数为12,原子量为24,是目前实际应用中重量最轻的结构金属。 镁的密度1.74 g/cm3,熔点650℃,沸点1107℃,比热1.03KJ/(kg* K),线胀 系数26×10-6/ K,弹性模量45GPa(在常用金属中是最低的)。 气氧化,生成一层很薄的氧化膜,但这种薄膜不致密,疏松多孔,而且脆性较大,远不如铝合金氧化膜坚实,所以镁的耐蚀性很差。 镁属于活泼金属,化学活性很强,与其他金属接触时会产生电化学腐蚀,即使皮膜处理后,也不能完全防止腐蚀。 2、机械性能及合金化 纯镁的机械性能较低,屈服强度σs=90MPa,抗拉强度σb=200MPa,延伸率:δ=11.5%,断面收缩率ψ=12.5%,一般不能直接用做结构材料。 因此,人们根据不同的使用要求,在镁中加入铝、锌、锰、硅、锆、铈等合金元素,创造出多种不同性能的镁合金。 铝的合金化可以改善机械强度,提高铸造性能,同时赋于材料热处理强化效果,但随着铝含量的增加,材料的延展性和断裂强度逐渐下降。 锌的合金化能改善机械强度,在含量适当时,能改善合金的塑性,但锌对铸造性能有不利的影响,增加形成疏松和热裂纹的倾向。 锰的合金化对提高耐腐蚀性能也十分有利,因为Mn可与合金中的Fe形成化合物作为熔渣被排除,消除Fe对镁合金耐蚀性的有害影响。 硅和其它稀有元素的镁合金,能促使形成细小的微粒分布在晶粒的周围,改善镁合金的高温蠕变性能,当然,这些合金在室温下也具有良好的机械性能。 合金化的个作用:第一,提高镁的机械性能;第二,降低液相温度,增加流动性,改善镁合金的铸造性能,减小收缩倾向;第三,针对镁合金在150℃以上,强度显著下降的特点,增强镁合金的高温抗蠕变性能。

镁合金的发展及应用

关于镁合金的发展及应用的研究现状的综述 摘要:镁合金在工业生产中已经得到了广泛的应用,这里综述了镁合金的特点及其研究新进展,重点介绍了镁合金在汽车工业、航空航天、现代兵器、核工业以及电子产品等领域的应用,最后展望了镁合金在尖端科技领域中的广阔的应用前景。 关键字:镁合金,应用,特点,新进展,应用前景 Review of the status quo about the development and application of magnesium alloy Abstract:Magnesium alloy has been widely used in industrial production, here reviewed the characteristics of magnesium alloy and its new progress, and focuses on the application of magnesium alloy in the fields of automotive, aerospace, modern weapons, the nuclear industry and electronic products. Finally, outlook the future potential applications of magnesium alloy in the field of cutting-edge technology. Key words:magnesium alloy, applications, features, new progress, the future potential applications 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逐渐受到各国的高度重视。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。 镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金,是目前实际应用中最轻的金属结构材料,具有密度小、强度高、阻尼性、切削加工性和铸造性能好的优点。 1.镁合金的特点 与其他金属相比,镁合金具有以下特点: (1)镁合金的比重小,是目前最轻的结构材料,密度在1.75—1.85g/cm3之间,是钢密度的23%,铝密度的67%,塑料密度的170%[1]。镁合金比强度明显高于铝合金和钢,仅略低于比强度最高的纤维增强材料;比刚度与铝合金和钢相当但远高于纤维增强材料,具有很好的优越性。 (2)镁合金阻尼性能好,与铝合金、钢、铁相比具有较低的弹性模量,在同

镁合金的发展及应用

1 / 8 镁合金的发展及应用 摘要:综述镁合金的特点及其在交通、航空航天、兵器方面的应用情况,并结合兵器零件的使用特点和性能要求,分析了镁合金在兵器装备中的应用前景, 展望 关键词:镁合金,特点,发展,应用 1 引言 镁合金的密度很小,是钢的四分之一、铝的三分之二,但镁合金的比强度却大于钢和铝,是最轻的金属结构材料。因此,镁合金在电子产品、汽车、航空航天等需要高比强度金属材料的领域具备广阔的发展前景。但是镁合金的化学活性高,在有机酸、无机酸和含盐的溶液中均会被腐蚀,且腐蚀速率较高,使得镁合金的应用受到了很大的限制。 镁合金是重要的有色轻金属材料,具有比强度、比刚度高,减振性、电磁屏 蔽和抗辐射能力强,易切削加工,易回收等一系列优点,广泛应用于航空航天、 2 镁合金的特点 (1)重量轻:镁合金的比强度要高于铝合金和钢/铁、但略低于比强度最高的纤维增强塑料;其比刚度与铝合金和钢/铁相当,但却远远高于纤维增强塑料。比强度(强度/密度之比值)、比耐力(耐力/密度之比值)则比铝、铁都要高。在实用金属结构材料中其比重最小(密度为铝的2/3,钢的1/4)。这一特性对于现代社会的手提类产品减轻重量、车辆减少能耗以及兵器装备的轻量化具有非常重要的意义。 (2)高的阻尼和吸震、减震性能:镁合金具有极好的吸收能量的能力,可吸收震动和噪音,保证设备能安静工作。镁合金的阻尼性比铝合金大数十倍,减震效果很显著,采用镁合金取代铝合金制作计算机硬盘的底座,可以大幅度减轻重量(约降低70%),大大增加硬盘的稳定性,非常有利于计算机的硬盘向高速、大容量的方向发展。 (3)良好的抗冲击和抗压缩能力:其抗冲击能力是塑料的20倍;当镁合金

镁合金防腐蚀技术的现状及发展方向

浅谈镁合金防腐蚀技术的现状及发展方向 摘要:镁合金以其强度、比模量和优异的力学性能,已在众多领域受到广泛关注。但是,由于镁合金化学活性高、耐蚀性能差的缺陷制约了其应用范围。因此,镁合金的表面防护处理(耐腐蚀)极为重要。 关键词:镁合金防腐蚀表面处理现状发展方向 前言:镁合金由于具有质轻兼顾,易于回收等诸多优点,正在成为钢铁、铝合 金、工程塑料的一种重要替代材料。但镁是极活泼的金属,耐蚀性极差,在潮湿空气和中性、酸性溶液中都容易受到腐蚀。耐蚀性能差成为制约镁合金扩大应用的主要因素之一。改善镁合金的耐蚀性主要有两条途径,一是通过添加合金元素,减少杂质含量,进行适当的热处理等方法改善合金材料本身的耐蚀性,二是对镁合金制品进行适当的表面处理,实现和外部环境的隔绝,阻碍腐蚀的发生。镁合金表面处理常用的方法有化学氧化、电化学氧化、电镀等。 镁在地壳中储量丰富,仅次于铝、铁居第三位。镁属于轻金属,密度为1.74g/cm3,约为铝的2/3、钢的1/5,作为结构性材料有着非常广泛的应用前景。镁合金具有密度小,比强度、比刚度高,阻尼性、切削加工性、导电导热性好,电磁屏蔽能力强,尺寸稳定,易回收等优点,使镁合金在航空工业、汽车、机械设备、电子产品等领域有着非常广阔的应用前景,被称为“21世纪的绿色工程材料”。我国是世界原镁生产和出口大国。但是,我国镁合金的研究和应用开发却相对滞后,其中一个重要的原因是镁合金的防腐问题没有很好地解决。镁是所有工业合金中化学活性最高的金属元素,其标准电极电位为-2.37V,在常用介质中的电位也相当低。镁合金在大气中的耐蚀性主要取决于大气的湿度与污染程度,腐蚀形成的氧化膜(MgO),但氧化膜多孔而疏松,会使腐蚀加剧,并且会阻碍表面处理的进行。在潮湿的空气、含硫气氛和海洋大气中均会遭受严重的化学腐蚀。另外,镁合金与其它金属接触时,一般作为阳极发生电化学腐蚀,阴极是与镁直接有外部接触的异种金属,也可以是镁合金内部的第二相或杂质相,后者在宏观上表现为全面腐蚀。要扩大镁合金使用范围,充分发挥其优越性能,更好的服务人类,就必须解决腐蚀的问题。一方面是从镁合金材质的本身着手,开发更耐腐蚀的镁合金;另一方面就是进行适当的表面处理。 1.镁合金表面处理的常见方法 镁合金的表面处理方法主要有:阳极氧化处理、微弧氧化处理、化学转化膜 处理、有机涂层或有机镀膜、金属涂层(热喷涂防护层)、激光表面改性、气相沉积和离子注入等。 1.1阳极氧化处理 镁合金阳极氧化膜耐蚀性高,也可以作为涂装的底层。镁在阳极氧化的过程 中先形成一层致密的阻挡层,当氧化膜达到一定厚度时,由于其拉应力过大而发生局部断裂,膜层下面的金属又逐渐生成新的膜,整个膜层不断增厚。这种膜不仅包含了合金元素的氧化物,而且还包含了溶液中通过热分解并沉淀到镁合金工件表面的其他氧化物。 镁合金可以在酸性溶液中阳极化,也可以在碱性溶液中阳极化。早期的阳极化是利用含铬的有毒化合物的处理液,如Dow17,Cr22以及HAE,这三种工艺都是 MDCC移动开发者大会精彩荟萃智能硬件移动开发产品体验粉丝经济社交游戏

镁合金切削加工要点

镁合金切削加工要点 1.引言 自20世纪90年代初开始,国际上主要金属材料的应用发展趋势发生了显著变化,钢铁、铜、铅、锌等传统材料的应用增长缓慢,而以镁合金为代表的轻金属材料异军突起,以每年20%的速度持续增长。镁合金可分为铸造镁合金和变形镁合金。镁合金按合金成分不同主要分为Mg-AI-Zn-Mn系、Mg-AI-Mn系和Mg-AI-Si-Mn系、Mg-AI-RE系、Mg-Zn-Zr系和Mg-Zn-RE系。 表1 镁的物理性能 密度(20℃):1.738g/cm3;熔点:650℃;沸点:1107℃;熔化热:8.71kJ/mol;汽化热:134kJ/mol;比热熔(20℃):102.5J/kg.K;线胀系数:25.2×10-6/K;热导率:155.5W/m.K;电阻率:44.5nΩ.m;电导率:38.6%IACS 2.镁合金的性能特点及应用现状 镁合金具有以下几方面的特点: (1)重量轻:镁合金的比重约1.7,为锌的1/4,钢的1/5,甚至比铝合金(比重约2.7)的比重也轻1/3。 (2)镁合金具有的“高强度、重量轻”特性使其可在钢、铸铁、锌合金甚至铝合金的传统应用中取代上述材料。 (3)优良的导热性、相对于工程塑料极佳的吸震性,较佳的机械强度、抗冲击性及耐磨性。 (4)抗EMI电磁波:镁合金为非磁性金属,电磁遮蔽性能优良。 (5)尺寸稳定性高:不易因环境温度变化及时间而改变。 (6)可回收:镁合金具有100%完全回收的特性,更符合当今环保要求。 (7)机械加工特性:如果设镁切削所需动力为1,则铝是1.8,黄铜是2.3,铸铁是3.5;且比重轻,切削惯性小,可高速切削。 镁合金的主要用途在于轻量化。目前镁合金压铸品的应用产业以汽车零组件为主,约占80%以上,其次为3C产业,其它如自行车、器材工具、运动用品及航天国防也都在其应用范围之内(见表2)。

ZK60镁合金

镁合金材料简介 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逐渐受到各国的高度重视。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。 镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金,是目前实际应用中最轻的金属结构材料,具有密度小、强度高、阻尼性、切削加工性和铸造性能好的优点。 一、镁合金的分类 一般来说,镁合金按以下三种方式进行分类:合金化学成分、合金是否含锆和成形工艺。 按镁合金的合金化学成分分为:二元系镁合金 Mg-A1、Mg-Zn、Mg-Mn、Mg —RE、Mg-Zr和Mg-Li等,三元系及多组元系镁合金Mg-A1-Zn、Mg-A1-Mn、Mg-Mn-Ce、Mg-RE—Zr、Mg-Zn—Zr。 根据加工工艺的不同可分为两大类,即铸造镁合金和变形镁合金。两者在成分、组织和性能上存在的差异,使其在应用上也有明显区别。大量镁合金产品采用铸造工艺进行生产,其产品主要应用于汽车零件、机件壳罩和电气构件等。铸造工艺最常用的是压铸工艺,其主要特点是生产效率高、铸件质量好、组织优良、可生产薄壁及形状复杂的构件等。最常见的压铸镁合金是Mg-A1系合金。通过控制杂质含量,可通过压铸工艺生产出力学、耐腐蚀等综合性能优良的镁合金铸件,如最常见、使用量最大的AZ31合金。但压铸成形的镁合金件难免内部会存在显微气孔等缺陷而且力学性能较差。变形镁合金一般是指可用挤压、锻造等塑性成形方法加工成形的镁合金。与铸造镁合金相比,镁合金热变形后微观组织结构得到细化,消除了铸造产生的缺陷,产品具有更高的强度、更好的延展性,其大大提高的综合性能能够满足更多样的结构件的需求。变形镁合金由于具有这些优点,这些年得到广泛的关注并取得了长足的发展,形成了一些系列(如变形镁合金可以根据是否能进行热处理强化,分成可热处理强化变形镁合金和不可热处理强化变形镁合金)。 二、镁合金的特点 与其他金属相比,镁合金具有以下特点:

镁合金表面处理的研究现状

镁合金表面处理的研究现状 一.概述 镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是:密度小、比强度高、刚性好、弹性模量大、消震性好、刚性好、承受冲击载荷能力比铝合金大、刚性好、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。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。 但是,镁的应用和研究相对其它金属严重滞后,原因在于其韧性低、高温性能和耐腐蚀性能差,而且加工成形比较困难。与铝、钛能生成自愈钝化膜不同,镁表面生成的氧化膜疏松多孔,不能对基体起有效保护作用,因此,在潮湿的空气、含硫气氛和海洋大气中,镁均会遭受严重的化学腐蚀,这极大地阻碍了其广泛应用。通过合金化的方法来改善其性能,特别是期望发现“不锈镁”的努力至今还没有取得进展。所以,镁合金零件在使用前须经过一定的表面改性或涂层处理。目前,电化学镀层、转化膜等工艺技术已经应用于镁合金的防护,气相沉积涂层、涂覆、表面热处理等方法也受到密切关注,高能束熔覆等新技术也被尝试应用于镁合金表面性能的提高。 二.表面处理方法 1.电镀和化学镀技术 镁合金表面镀镍技术分为电镀和化学镀两种。由于镁合金化学活性高,在酸性溶液中易被腐蚀,因此镁合金电沉积技术与铝合金电沉积技术有着显著的差异。目前,镁合金电镀工艺技术有两种工艺:浸锌-电镀工艺和直接化学镀镍工艺。为了防止镁合金基体在酸性溶液中被过度腐蚀,需要在处理前溶液中添加F-(F-与电离生成的Mg2+形成MgF2沉淀,吸附在镁合金基体表面可以防止基体过度腐蚀。 镁合金表面化学镀Ni-P合金是一种很成熟的工艺。通常化学镀方法制备的Ni-P合金层是非晶态的,这层致密的非晶态Ni-P合金层可以有效地防止镁合金基体被腐蚀。结合使用化学镀镍技术和滚镀技术可以在镁合金基体上形成一层晶态的Ni-P合金层。测试表明,该晶态Ni-P合金层中晶体颗粒细小,镀层致密,耐蚀性能也优于传统的非晶态Ni-P合金层。 2.化学氧化技术 镁合金化学氧化处理是指用氧化剂在镁合金表面生成一层薄且致密的氧化膜。覆盖在基体表面的氧化膜比自然形成的氧化镁层更致密,因此,该氧化膜能有效提高镁合金的耐蚀性能,同时,还能作为镁合金涂装的底层,增大涂层的结合力。 铬酸盐处理虽然具有良好的效果,但是铬酸盐对环境污染大,对人体毒性高。在不久的将来,铬酸盐处理工艺将会被环保、无毒的处理方法如钼酸盐、高锰酸盐和P-Ca复合磷酸盐等处理工艺取代。用钼酸盐氧化法在Mg-8Li合金表面生成一层致密、均匀的氧化膜,然后再用传统的化学镀镍法制备一层结合力好的Ni-P合金层,使基体获得了良好的耐蚀性能。磷酸盐-高锰酸盐处理是一种环保、低成本的化学氧化法,但是该方法有较为明显的缺陷:在用该法处理含铝的镁合金时,氧化反应会优先发生于β-Mg17Al12相,因而不能在整个镁合金基体表面生成均匀、覆盖度高的氧化膜层,这在一定程序上影响了其提高镁合金基体耐蚀性的效果。 一种新型的P-Ca复合磷酸盐处理工艺,它能在镁合金表面形成含有Mg、Al、Ca等元素的复合磷酸盐保护膜。该膜层与基体金属结合牢固,具有类似于铬酸盐膜层的耐蚀性能。

航空航天镁及镁合金应用

“航空航天、交通运输用高强镁合金加工材”类中,关键领域“航空航天”此方向下,具体产品(技术)名称中3类铸件锻件、挤压变形材、板带材,我公司是否有能力按照“产品(技术)要求”进行生产,并按照产品(技术)要求中的指标能生产的具体产品名称或方向各是哪些。 一.镁合金锻件运用领域 在大多数工程应用中,通常要求零件拉伸性能具有各向同性。因此,必须对镁合金铸锭坯进行不同方向的镦粗。使用三轴锻造可以控制镁合金三个方向上的镦粗过程,能有效避免各向异性。采用上述工艺可制备出的镁合金锻件,已成功地应用于航空、汽车等工业领域。比如,直升机及赛车发动机用镁合金锻件、直升机用镁合金锻件、箱罩用镁合金锻件,镁合金轮毂这些部件能承受极高的静态和动态交变载荷,并长期服役高温环境中。 二.锻造用典型镁合金 1.几种常用变形镁合金牌号和机械性能及其在航空领域的应用 锻造常用镁合金是Mg-Al-Zn、Mg-Zn-Zr和Mg-Mn系,其他的还有Mg-Th、Mg -Re -Zn -Zr 和Mg-Al-Li系等。 Mg-Al-Zn系合金一般属于中等强度、塑性较高的变形材料。按照ASTM标准,该系中常用的镁合金有AZ31B、AZ61A、AZ80A,我国与此相当的牌号分别是MB2、MB5、MB7。但是,Mg-A1-Zn系合金铸锭的实际晶粒尺寸不适于铸造后直接锻造,因此锻造前有必要对铸锭进

行预挤压,以获得合乎要求的细晶组织,提高合金的可锻性。早在上世纪90年代李相容基于MB2制订出了镁合金的合理锻造工艺规范,随后国内很少有利用该系镁合金研制或生产镁锻件的报道。据悉俄罗斯已拥有用成套镁合金熔炼锻造生产线专利及专有技术,进行MA2—1(相当于我国牌号的MB3)镁合金锻造汽车轮毂和摩托车轮毂生产。 MB2是Mg-Al-Zn系不可热处理强化的变形镁合金。合金在室温下工艺塑性差,高温时塑性好,因此合金的压力加工工序必须在加热状态下进行。合金的切削加工性能、焊接性能良好,应力腐蚀倾向小,耐蚀性能较好。该合金可加工成形状复杂的锻件和模锻件,制成的零件可在150℃以下长期工作和在200℃下短时工作. Mg-Zn-Zr系一般属于高强度材料,变形能力不如Mg-Al-Zn。按照ASTM标准,Mg-Zn-Zr系常用的牌号有ZK21A和ZK60A,是工业变形镁合金中强度最高、综合性能最好、应用最广泛的结构合金。该系合金由于Zr的存在及细化作用,其镁合金铸锭可以直接进行锻造,改变了传统的采用一次挤压坯料来生产锻件的工艺流程,从而简化制备镁合金锻件的生产工艺,降低消耗。目前,国内Mg-Zn-Zr系镁合金锻件的研制都是基于MBl5合金的。1997年,我国航空工业总公司的研究者尝试了以MB26(由MBl5添加稀土元素钇而成)高强度稀土镁合金铸锭直接锻制装机零件来改变传统挤压棒材的模锻新工艺,结果表明,用该合金铸锭直接锻制飞机零件,无论从工艺角度、力学性能角度和实际应用角度看都是完全可行的,而且效果较佳。

镁合金零件的机械加工与安全

镁合金零件的机械加工 与安全 集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

镁合金零件的机械加工与安全随着“镁合金应用开发与产业化”项目的深入实施,企业在实际生产中出现了不少问题,如工艺和安全方面的问题,这是因为国内大多数镁合金压铸企业第一次接触镁合金。因此,本文将对镁合金压铸零件的机械加工工艺及安全操作规程进行了概括性的介绍,以供参考。 1镁合金的机械加工 密度为1.8g/cm3的镁合金比铝合金轻36%、比锌合金轻73%、比钢轻77%,被公认为是质量最小的结构金属材料。小批量镁合金零件的机械加工可在手动操作的小型机床上进行;大批量高效率加工镁合金零件时,采用专用的大型自动化机械加工中心或计算机数控机床将更加经济。与那些机械加工性能较差的金属材料相比,切削性能良好的镁合金具有十分突出的优点。对于镁合金,可以在高切削速度和大进给量下进行强力切削,这样机加工工时数就可以减少。因此,在完成同样的工作任务时,若采用镁合金作原材料,可以减少加工设备的台数,节约基建投资,减少占地面积,降低劳动力成本和管理费用。 1.1镁合金的切削功率消耗 对镁合金零件进行加工时,单位体积切削量的功率消耗比其他常见金属都要低。在几种典型的切削加工速度下,各种金属相对于镁的功率消耗如表1所示。 表1?镁合金与其他金属切削功率消耗比较 材料

相对功率消耗 粗车时的切削速度/m·min-1 采用5~10mm钻头时的钻削速度/m·min-1 镁合金 1.0 可达1200 150~500 铝合金 1.8 75~750 60~400 铸铁 3.5 30~90 10~40 低碳钢 6.3 40~200 15~30 镍合金 10.0 20~90

镁合金的优缺点及应用

镁合金的优缺点及应用 镁合金是以镁为原料的高性能轻型结构材料,比重与塑料相近,刚度、强度不亚于铝,具有较强的抗震、防电磁、导热、导电等优异性能,并且可以全回收无污染。镁合金质量轻,其密度只有1.7 kg/m3,是铝的2/3,钢的1/4,强度高于铝合金和钢,比刚度接近铝合金和钢,能够承受一定的负荷,具有良好的铸造性和尺寸稳定性,容易加工,废品率低,具有良好的阻尼系数,减振量大于铝合金和铸铁,非常适合用于汽车的生产中,同时在航空航天、便携电脑、手机、电器、运动器材等领域有着广泛的应用空间。 一、镁合金的优点 1、镁合金密度小但强度高、刚性好。在现有工程用金属中,镁的密度最小,是钢的1/5,锌的1/4,铝的2/3。普通铸造镁合金和铸造铝合金的刚度相同,因而其比强度明显高于铝合金。镁合金的刚度随厚度的增加而成立方比增加,故而镁合金制造刚性好的性能对整体构件的设计十分有利。 2、镁合金的韧性好、减震性强。镁合金在受外力作用时,易产生较大的变形。但当受冲击载荷时,吸收的能量是铝的1.5倍,因此,很适合应于受冲击的零件—车轮;镁合金有很高的阻尼容量,是避免由于振动、噪音而引起工人疲劳等场合的理想材料。 3、镁合金的热容量低、凝固速度快、压铸性能好。镁合金是良

好的压铸材料,它具有很好的流动性和快速凝固率,能生产表面精细、棱角清晰的零件,并能防止过量收缩以保证尺寸公差。由于镁合金热容量低,与生产同样的铝合金铸件相比,其生产效率高40%~50%,且铸件尺寸稳定,精度高,表面光洁度好。 4、镁合金具有优良的切削加工性。镁合金是所有常用金属中较容易加工的材料。加工时可采用较高的切削速度和廉价的切削刀具,工具消耗低。而且不需要磨削和抛光,用切削液就可以得到十分光洁的表面。 5、资源丰富。中国是镁资源大国,菱镁矿、白云石矿和盐湖镁资源等优质炼镁原料在中国的储量十分丰富,为中国的原镁工业及“下游”产业的蓬勃发展和不断进步提供了物质保证。进入20世纪90年代以来,随着改革开放和市场经济的不断深入发展,中国镁工业也有了突飞猛进的发展。2000年全国镁产量约为200 kt,几乎占世界镁产量的40%,位居全球第一。2005年,原镁产量达到354 kt,原镁产能接近600 kt,比2004年净增100kt,同比增长32.1%,占全球镁产量的2/3,成为中国继铝、铜、铅、锌之后的第五大有色金属。 二、镁合金的缺点 1、易燃性。镁元素与氧元素具有极大的亲和力,其在高温下甚至还处于固态的情况下,就很容易与空气中的氧气发生反应,放出大量热,且生成的氧化镁导热性能不好,热量不能及时发散,继而促进

镁合金防腐

摘要 镁及其合金具有许多优良的物理和机械性能,具有较高的比强度和比刚度、易于切削加工、易于铸造、减震性好、能承受较大的冲击震动负荷、导电导热性好、磁屏蔽性能优良,是一种理想的现代结构材料[ ,现已广泛应用于汽车、机械制造、航空航天、电子、通讯、军事、光学仪器和计算机制造等领域。为使镁合金应用于不同的场合,经常需要改变其表面状态以提高耐蚀性、耐磨性、可焊性、装饰性等性能。目前有许多工艺可在镁及镁合金表面上形成涂覆层,包括电镀、化学镀、转化膜,阳极氧化、氢化膜、有机涂层、气相沉积层等。其中最为简单有效的方法就是通过电化学方法在基体上镀一层所需性能的金属或合金,即电镀或化学镀。

目录 摘要 .........................................................错误!未定义书签。 1.绪论 (2) 1.1镁合金表面防腐处理现状 (2) 1.1.1镁合金表面防腐重要性 (2) 1.1.2镁合金表面防腐常用方法及优缺点 (2) 2.镁合金表面防腐综合设计 (6) 2.1所选表面处理方法综述 (6) 2.1.1所用方法及其国内发展现状 (6) 2.1.2所用方法的评价分析 (7) 2.1.3具体工艺流程及注意事项 (7) 2.2 性能分析与检测 (8) 参考文献 (9)

绪论 镁合金优异的物理和机械性能使其近年来得到广泛关注,镁合金的比强度高、刚性好,具有优良的尺寸稳定性、减振性、热导电性和电磁屏蔽能力,并且镁资源丰富、容易回收,这些优点使镁被誉为“21世纪的绿色金属结构材料”,可广泛应用于汽车零件、3C产品、航空航天和军工等领域[1]。但是,镁的应用和研究相对其它金属严重滞后,原因在于其韧性低、高温性能和耐腐蚀性能差,而且加工成形比较困难。与铝、钛能生成自愈钝化膜不同,镁表面生成的氧化膜疏松多孔,不能对基体起有效保护作用,因此,在潮湿的空气、含硫气氛和海洋大气中,镁均会遭受严重的化学腐蚀,这极大地阻碍了其广泛应用。 通过熔体净化技术可以降低镁合金中Ni、Cu、Fe等有害元素的含量以改善其耐蚀性,但幅度有限。通过合金化的方法来改善其性能,特别是期望发现“不锈镁”的努力至今还没有取得进展,所以,镁合金零件在使用前须经过一定的表面改性或涂层处理。目前,电化学镀层、转化膜等工艺技术已经应用于镁合金的防护,气相沉积涂层、涂覆、表面热处理等方法也受到密切关注,高能束熔覆等新技术也被尝试应用于镁合金表面性能的提高。 1.1镁合金表面防腐处理现状 1.1.1镁合金表面防腐重要性 我国是世界原镁生产和出口第一大国,2003年我国的原镁产量占全球产量的66%[1,2]。但是,我国镁合金的研究和应用开发却相对滞后,其中一个重要的原因是镁合金的防腐问题没有很好地解决。镁是所有工业合金中化学活性最高的金属元素,其标准电极电位为一2. 37V,在常用介质中的电位也相当低C31。镁合金在大气中的耐蚀性主要取决于大气的湿度与污染程度,腐蚀形成的氧化膜疏松,使腐蚀加剧,并且会阻碍表面处理的进行。另外,镁合金与其它金属接触时,一般作为阳极发生电偶腐蚀,阴极是与镁直接有外部接触的异种金属,也可以是镁合金内部的第二相或杂质相,后者在宏观上表现为全面腐蚀。为了拓宽镁合金的应用领域,其防腐问题成为了一个研究热点。一方面是从镁合金材质的本身着手,开发更耐腐蚀的镁合金;另一方面就是进行适当的表面处理。 1.1.2镁合金表面防腐常用方法及优缺点 镁合金的表面处理方法主要有:阳极氧化处理、微弧氧化处理、化学转化膜处理、电镀、热喷涂防护层E81、激光表面改性和气相沉积等。 1.阳极化处理 (1) 阳极氧化 镁合金阳极氧化膜耐蚀性高,也可以作为涂装的底层。镁在阳极氧化的过程中先形成一层致密的阻挡层,当氧化膜达到一定厚度时,由于其拉应力过大

镁合金表面处理工艺的研究【详情】

镁合金表面处理工艺的研究 内容来源网络,由深圳机械展收集整理! 镁及其合金是有色金属材料中最具有开发和应用发展前途的金属材料。 镁是一种轻质结构材料,质量为铝的2/3,钢铁的1/4。与钢、铝、塑料等工程材料相比,镁合金具有比强度和比钢度高,电磁屏蔽性能好,无磁性;无毒、可回收;极好的切削加工性能,极高的压铸生产率,尺寸收缩小,并且具有优良脱模性能,且加工成本低,尺寸稳定性高;具有超导和储氢性能;耐印痕性;良好的低温性能和导热率高等优点;镁还具有良好的导热、导电性、尺寸稳定性、电磁屏蔽性、机加工性能以及再循环利用的性能;镁弹性模量低,约45 GPa,减震性能好,适合于做承受剧烈振动的零件;镁合金压铸件比重小,比刚度大,铸造性能,机械加工性能和阻尼性能好。这些特性可使其成为汽车工业、航空工业及电子工业中首选的结构材料,因此具有良好的社会效益和经济效益。虽然镁合金具有以上诸多优点,并在许多领域具有广泛的应用前景,但也存在一些限制其进一步应用的因素, 主要包括以下三个方面: (1)镁及其合金晶体结构为密排六方结构,决定了镁及其合金的塑性低,物理性能和力学性能均有明显的方向性,在室温下变形只能沿晶格底面进行滑移,单一的滑移系导致其压力加工变形能力低。

(2) 常用的AZ, AM系列镁合金通常的使用温度为95°C ~120°C,超过这一温度范围,合金的蠕变强度随着温度的增加而大幅度下降,限制了它在耐热部件、如汽车发动机部件和传动机构等零部件方面的应用。 (3)限制镁合金广泛应用的最大障碍是镁合金的耐腐蚀性能较差。镁的平衡电位为一2.37 V,很容易发生氧化反应。镁在海水中的稳定电位为一1.6一一1.5 V。镁在空气中与氧能够形成一层很薄的氧化膜,但氧化膜疏松、多孔,PB比为O.991],不能形成有效稳定的保护膜,导致镁合金的腐蚀反应可以持续发展下去。镁合金的耐蚀性差,是限制镁合金应用的主要因素。 镁合金作为一种发展迅猛的绿色环保合金材料,在世界各国对能源和环境保护日益重视的背景下,成为目前国内外重新认识并积极开发的一种新型环保材料,被认为是21世纪最具开发和应用潜力的“绿色材料”。长期以来,由于镁的价格偏高、镁合金熔液易于氧化燃烧和镁合金材料的耐蚀性差等限制了其在民用工业的大规模应用。进入20世纪90年代后,随着镁冶炼技术的不断提高,镁及镁合金的价格迅速下降,镁合金熔液保护技术更加成熟,高纯镁合金材料耐蚀性的大幅度提高,以及人们对能源和环境保护的高度重视,镁合金成为迅速崛起的一种工程材料,用量每年以15%的速率保持快速增长,远远高于铝、铜、锌、镍和钢铁的增长速度,这在近代工程金属材料的应用中是前所未有的。

镁合金加工注意事项【汇总】

镁合金加工注意事项 一、机械加工安全操作规程 在对镁合金进行机械加工的过程中产生的切屑和细粉末都有燃烧或爆炸的危险,需要划定专门的区域用作镁合金零件加工专区,应保持环境整齐、干净,严禁在机加工工作区内进行可能产生明火的操作,工作区域内应存放足量的灭火器材。 二、机械加工安全操作规程的内容 1. 切削工具要保持锋利,并磨出较大的后角与离隙角;不允许使用钝的、粘有切屑的或破裂的刀具。 2. 一般情况下尽量使用大进给量进行加工,避免使用微小的进给量,以产生较大厚度的切屑。 3. 不要让刀具中途停顿在工件上。 4. 使用微小切削量时,要使用矿物油冷却液来减少降温。如果镁合金零件中有钢铁芯衬,要小心与刀具相碰产生火花。 三、镁合金机械加工适用的切削液 小批量生产或简单加工都将选用干式加工,只有在镗深孔时可能需要用切削液进行润滑,在进给速度和切削速度很高时或大批量生产时也最好用切削液来进行冷却,因此在镁的机械加工中,切削液一般被称作冷却液。在生产批量很大时,冷却液是延长刀具寿命的因素之一。冷却液一般使用的是矿物油。矿物密封油和煤油已被成功地用作镁合金加工的冷却液。为了达到更好的冷却效果,切削油应当具有较低的粘度。为了防止对镁合金零件造成腐蚀,切削液中的游离酸含量应低于0.2%。也可以使用镁合金机械加工专用的切削液,我们选用上海浮岛化工FD352镁合金专用切削液。 四、镁屑燃烧的灭火通常采用以下几种材料或方式 1. D级灭火器:其材料通常使用氯化钠基粉末或一种经过钝化处理的石墨基粉末,其原理是通过排除氧气来闷熄失火。 2. 覆盖剂或干砂:小面积着火可用其覆盖,其原理也是通过排除氧气来闷熄失火。 3. 铸铁碎屑:没有其它好的灭火材料的情况下也可用之,主要作用是将温度降到镁的燃点以下。 注意:严禁用水或任何其它标准灭火器去扑灭由镁引起的失火。 五、镁屑与微细粉末的处理 1.干燥切屑应放置在清洁和密封的钢制容器中,并存放在不会与水接触的地方,等待转售。 2.湿切屑与淤渣应存放在置于偏僻处的通风钢制容器中,且必须有足够的通风量,以便使氢气逸出。 3.用5%的氯化铁溶液进行溶解。由于在这种反应中会产生氢气,故应在室外的敞开容器中

论文 镁合金

镁合金化其他表面处理 一、前言 镁合金的密度很小,是钢的四分之一、铝的三分之二,但镁合金的比强度却大于钢和铝,是最轻的金属结构材料。因此,镁合金在电子产品、汽车、航空航天等需要高比强度金属材料的领域具备广阔的发展前景。但是镁合金的化学活性高,在有机酸、无机酸和含盐的溶液中均会被腐蚀,且腐蚀速率较高,使得镁合金的应用受到了很大的限制。 表面处理技术在保持镁合金原有优良特性的同时能够有效地提高其耐蚀性能,且大部分表面处理技术工艺成熟、成本低廉,是改善镁合金耐蚀性能的有效手段。常用的镁合金表面处理技术有电镀、化学镀、化学氧化、等离子电解氧化等。 二、镁合金表面处理技术 2.1电镀和化学镀技术 镁合金表面镀镍技术分为电镀和化学镀2种。由于镁合金化学活性高,在酸性溶液中易被腐蚀,因此镁合金电沉积技术与铝合金电沉积技术有着显著的差异。目前,镁合金电镀工艺技术有2种工艺 ( 如图1所示) :浸锌--电镀工艺和直接化学镀镍工艺。为了防止镁合金基体在酸性溶液中被过度腐蚀,需要在前处理溶液中添加F( F与电离生成的Mg2 + 形成MgF2沉淀,吸附在镁合金基体表面可以防止基体过度腐蚀)。 V 镁合金表面化学镀Ni-P合金是一种很成熟的工艺。通常化学镀方法制备的Ni-P合金层是非晶态的,这层致密的非晶态Ni-P合金层可以有效地防止镁合金基体被腐蚀。结合使用化学镀镍技术和滚镀技术可以在AZ91D镁合金基体上形成一层晶态的Ni-P合金层。测试表明,该晶态Ni-P合金层中晶体颗粒细小,镀层致密,耐蚀性能也优于传统的非晶态Ni-P合金层。 2.2等离子微弧氧化技术 微弧氧化技术是近年来在铝合金阳极氧化处理技术基础上发展起来的一项新型表面处理技术。一般认为微弧氧化过程分为4个阶段:一是表面生成氧化膜;二是氧化膜被击穿,并发生等离子微弧放电现象;三是氧化进一步向深层次渗透;四是氧化、熔融、熔固平稳阶段。

镁合金的应用

镁合金的应用 1、概述 镁合金它具有数量大、强度大的一系列特点,在钢铁之后、在地球上是储量位居第三位的常用金属,海水中镁含量极其巨大。所以,一直以来镁合金都很受国内外的关注[1],但它的耐磨性以及耐蚀性在某种程度上制约镁合金的推广及使用。为了提高镁合金的表面处理方法,耐磨耐腐蚀是最简单的方法。未来是一种表面上的激光熔覆层的最大的优点是,它是基于激光束辐射,合金粉末,陶瓷粉末加热衬底表面和迅速融化,因为它是一种表面处理方法,形成后去除梁。近些年来,伴随着材料科学的发展与进步,付出越来越多的关注因为镁合金。镁合金等金属材料的密度小,密度大约是铁的四分之一,铝的三分之二,镁合金的合金强度比铁、铝大,并与铝合金有钢相似的刚度比。其加工过程及腐蚀和力学性能有许多特点:散热快、质量轻、刚性好、具有一定的耐蚀性和尺寸稳定性、抗冲击、耐磨、衰减性能好及易于回收;另外还有高的导热和导电性能、无磁性、屏蔽性好和无毒的特点。此外,镁合金具有优异的切削及抛光性能,易成型,导热性好,无磁性的电磁屏蔽性能,良好的可回收等金属材料的竞争中占据明显的优势。同时,排名第六的地球丰富的镁含量,约为百分之二点五,因此,镁合金在第二十一世纪,被认为是最有前途的绿色工程材料。 铸造镁合金以及压铸镁合金是镁合金的最重要的形式,包括超过90%的铸造镁合金。Mg-Al-Ca-Sr镁合金是目前的研究和开发,并使用最成功,最详细的镁-铝合金,被广泛应用于各个领域。镁合金由于密度低,强度高,刚度比,具有良好的导热性和导电性,在第二十一世纪理想的工程材料。然而,耐腐蚀的镁合金的力学性能低限的性能优势。因此,表面改性技术,加强表面化学性质与镁合金的力学性能,具有十分重要的意义。 重量轻,节能的迫切需要,是推动环保工程系统的结构和功能的能量生成,材料储能,推进多元化的发展和运输。这些挑战促使镁元素使用更广泛的传播。此外,回收方便,与聚合物相比,使镁合金的环境更有吸引力。重要的是,密度小于1.74 g/cm3,仅为铝的30%,钢的1/4,相同的许多聚合物的密度都小,镁的吸引力在于轻质的结构和系统,最值得注意的是,汽车系统。一个典型的汽车称重为1525公斤目前包含着大约975公斤的钢,127公斤,114公斤的高分子材料,和镁5~6公斤。据估计,22.5公斤的质量减少了约1%提高燃料效率;因此,

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