镁合金已经克服“可燃”和“难加工”的弱点
镁与镁合金：腐蚀可控即为利
镁与镁合金：腐蚀可控即为利——访中国工程院院士丁文江教授【eCorr中国腐蚀与防护网消息 2014年6月18日】我国每年因金属材料腐蚀造成的损失高达5000亿元，约占国民生产总值的5%.说到腐蚀，人们首先想到的是如何进行防护，而丁文江院士却给了我们一个新的认识：腐蚀并不一定是坏事，在有些领域，材料的腐蚀反而大有裨益。
比如在生物材料领域，由于镁及其合金容易腐蚀，在人体内可以完全降解，通过正常代谢排出体外，如果对镁的腐蚀控制得当，可以解决诸如医用金属植入材料需要再次手术取出等方面的问题。
腐蚀的利弊，在于其是否得到合理的控制。
2014年6月5日，本刊记者在中国科学院宁波材料技术与工程研究所召开的国家重点基础研究发展计划（973计划）“海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究”项目启动会上有幸采访到了中国工程院院士丁文江教授。
丁院士长期从事先进镁合金材料及加工方面的研究，在本次采访中，丁院士向本刊记者介绍了镁与镁合金的知识、应用研究及腐蚀问题。
镁与铝：性相近合金相远镁和铝都是在19世纪被发现的。
1808年，英国戴维用钾还原氧化镁制得了金属镁。
1827年，德国化学家维勒用金属钾还原无水氯化铝，制备出了较纯的铝。
镁和铝在元素周期表中处于相邻位置，化学特性相近，镁在铝的前一位，比铝更活泼。
全世界大概有400种铝合金，而镁合金却不超过30种。
“原因是镁的耐腐蚀性能不好。
”丁院士说。
“镁和铝都是活泼金属，空气中易与氧气发生化学反应，在其表面生成一层的氧化膜。
铝表面形成的氧化铝薄膜是致密的，可以保护内层金属不被继续氧化，而镁表面形成的氧化镁薄膜是疏松的，阻止不了继续氧化，导致镁极易被腐蚀。
”丁院士接着说。
镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金，它的腐蚀实质上是镁被氧化成氧化镁或氢氧化镁的电化学和化学过程。
镁的腐蚀过程是自发的、极易发生的，且是不可逆的。
比重小：镁合金的最大优势材料分为结构材料和功能材料。
丁院士介绍说：“镁在实用金属结构材料中是比重最小的（密度为约为铝的2/3,钢的1/4），它最大优点的就是轻，主要用于航空航天、高铁汽车等领域。
镁合金在汽车制造业的应用
镁合金在汽车制造业的应用点击上方「材料科学与工程」快速关注材料类综合、全面、专业的微信平台为了提高汽车的燃油效率和降低其废气排放，减轻汽车的重量至关重要。
为了达到这一目的，用镁合金来制造合适的汽车零部件似乎是一种显而易见的明智之举。
作为一种最轻的结构金属，镁比钢轻75％，比铝轻33％左右。
美国汽车研究理事会的一个社团组织“美国汽车材料合作伙伴”在其研究报告“2020年镁的应用前景展望：北美汽车业对镁的战略构想”中指出，与铝相比，镁具有更高的比强度、延展性和抗冲击性；与钢相比，镁可以提供更好的缓冲阻尼和耐冲击性；与塑料相比，镁具有更高的强度和刚度，以及更好的热稳定性和导热性。
此外，该报告指出，为了提高燃油经济性和减少废气排放，镁的材料特性还可以提供许多好处，其中包括：（1）通过使汽车重心后移，减轻前部重量，可以提高汽车的加速/减速、操控/转向响应性能。
（2）由于镁合金可以铸造出完整的大尺寸部件，而不必像钢件那样需由众多单个零件组合而成（这些零件容易相互摩擦，并引起振动），从而可将汽车噪声减至最小。
（3）由于镁铸件可能比同样的钢制零件更廉价（尤其当年产量小于20万件时），因此可以降低制造成本。
镁铸件的加工成本要低于由多部分构成的钢制冲压件，因为加工冲压件的每个部分都需要相应的模具。
例如，加工一件由30个部分构成的钢制仪表盘横梁需要30套工装，而铸镁件横梁只需要6套工装。
然而，在美国汽车制造商生产的汽车中，镁合金零部件的重量平均只有大约12磅，仅占一辆汽车全部材料的0.3%左右。
实际上，镁在汽车上的应用并不很普遍，因为它的成本比一些竞争性材料更高。
由于企业的竞争本质，它们会更多地使用价格比较低廉的材料。
镁合金零部件使用率的下降，部分也是因为北美市场的模铸企业因关闭和合并而不断减少，几年前发生的金融危机和汽车行业遭遇的困境产生了很大的影响。
咨询企业Ducker Worldwide公司发表的一份预测平均每辆轻型车所用材料净重量变化（见表1）的报告时估计，镁合金零部件将从2008年的每车8磅左右增加到2025年的22磅。
镁合金工作的年终总结
镁合金工作的年终总结
在过去的一年里，我有幸参与了镁合金工作的各个方面，获得了许多宝贵的经验和知识。
在这篇年终总结中，我想分享一下我的观察和感悟。
首先，我们团队在镁合金制造方面取得了令人瞩目的进展。
我们成功地开发出了一种新型的镁合金材料，其强度和耐腐蚀性能超过了以往的产品。
这一创新不仅提高了我们的产品竞争力，也在市场上获得了良好的口碑。
其次，我们在镁合金加工技术方面进行了一系列的探索和研究。
通过引入先进的加工设备和工艺，我们成功地提高了生产效率和产品质量。
同时，我们也优化了工艺流程，减少了生产中的废品率，提高了资源利用率。
此外，我们还加大了对镁合金材料的市场推广力度。
通过参加行业展览和宣传活动，我们成功地将我们的产品推广到了更广泛的客户群体中。
我们也与一些重要的客户建立了长期合作关系，为未来的发展奠定了良好的基础。
然而，在我们的工作中仍然存在一些挑战和问题。
首先，镁合金材料的成本仍然较高，限制了其在一些领域的应用。
我们需要继续研究和改进材料制备方法，降低生产成本。
其次，镁合金的加工难度较大，需要高水平的技术和资质。
我们需要加强对员工的培训和技术支持，提高他们的专业水平。
综上所述，过去一年是我们镁合金工作取得了令人满意的成果。
我们在产品创新、工艺改进和市场推广方面都取得了可喜的进展。
虽然我们仍然面临一些挑战，但我相信在全体团队的努力下，我们将能够克服困难，迎接新的挑战，并为镁合金行业的发展做出更大的贡献。
感谢团队的努力和支持，期待在新的一年里继续共同成长。
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。
汽车镁合金件的焊接难点与解决方法
汽车镁合金件的焊接难点与解决方法随着汽车工业的快速发展，汽车镁合金件在汽车制造中的应用也越来越广泛。
然而，汽车镁合金件的焊接仍然存在一些难点。
本文将探讨汽车镁合金件焊接的难点，并提出相应的解决方法。
首先，镁合金的熔点较低。
镁合金的熔点仅为650℃左右，相比于其他常见的金属材料，例如铝合金的熔点为660℃，镁合金的焊接温度较低。
因此，焊接镁合金时容易出现过热熔化的情况，从而导致材料烧结和焊缝质量下降。
为解决这一问题，可以采用焊接过程中的温控技术，通过控制焊接温度和热输入，避免过热熔化而导致材料质量问题。
其次，镁合金的氧化性强。
在空气中，镁合金容易与氧气发生反应，形成表面氧化层。
这种氧化层不仅会影响焊接接头的质量，而且还会对焊接过程中的熔池形态和流动性造成影响。
为了解决这一问题，可以在焊接过程中采用惰性气体保护或真空焊接技术，有效防止镁合金接头与氧气反应，提高焊缝质量。
此外，镁合金的塑性较差。
相比于其他金属材料，镁合金的延展性和韧性较低。
这意味着在焊接过程中容易出现裂纹和变形等问题，从而影响焊接接头的强度和密封性能。
为了解决这一问题，可以采用预热和后热处理等热处理工艺，提高焊接接头的延展性和韧性，减少焊接变形和裂纹的发生。
最后，镁合金和其他金属材料之间的焊接性差。
由于镁合金和其他材料具有不同的物理和化学性质，因此焊接时容易出现界面反应和互不相容的问题。
为了解决这一问题，可以采用中间层或合金化处理等方法，提高焊接接头的强度和密封性能。
综上所述，汽车镁合金件的焊接存在一些难点，包括熔点低、氧化性强、塑性差和焊接性差等问题。
通过采用温控技术、惰性气体保护、预热和后热处理、中间层或合金化处理等方法，可以有效解决这些问题，提高汽车镁合金件的焊接质量。
然而，在实际应用中，还需要进一步研究和探索各种焊接技术和工艺参数的最佳组合，以满足不同应用需求的汽车镁合金件焊接。
镁合金发展现状
镁合金发展现状
镁合金是一种轻质高强度的金属材料，具有优异的机械性能和良好的导热性能，因此被广泛应用于航空航天、汽车和电子等领域。
然而，尽管镁合金具有巨大的潜力，但其发展现状仍面临一些挑战。
首先，镁合金的制造成本相对较高。
相比于铝合金或钢材，镁合金的原材料价格较高，并且加工难度较大。
这导致了镁合金产品在市场上的竞争力不足。
其次，镁合金在易燃性和腐蚀性方面存在一定的问题。
镁合金在高温环境下容易燃烧，同时也容易被大气中的氧气所氧化，从而导致结构的腐蚀和失效。
因此，在实际应用中，需要对镁合金进行表面处理或采取其他防腐措施，以确保其持久耐用性。
此外，镁合金的加工性能也是制约其发展的一个因素。
相比于其它金属材料，如铝合金或钢材，镁合金在加工过程中更容易发生热裂纹和变形等问题。
因此，需要通过研究和开发新的加工工艺和技术，以提高镁合金的可加工性。
然而，尽管面临这些挑战，镁合金仍然有着广阔的市场前景。
随着节能环保和轻量化的需求不断提高，镁合金作为一种轻质材料，具有显著的优势。
据预测，未来几年内，镁合金的需求将呈现出稳定增长的趋势。
为了推动镁合金的发展，需要加强科研和技术创新。
通过改进合金配方、提高镁合金的强度和耐腐蚀性能，可以拓宽其应用
领域。
同时，加强制造工艺的研究，提高镁合金的加工性能，也是促进其产业化的关键。
总之，尽管镁合金在发展过程中面临一些挑战，但其优异的性能使其在轻量化领域具有广阔的市场潜力。
通过加强科研和技术创新，有望克服当前的问题，推动镁合金的产业化和应用。
镁合金在切削加工过程中容易出现的问题与对策
表1 几种金属材料的切削功率消耗比较
材料
相对功率消耗
粗车时的切削速度/mm·min-1
采用5～10 mm钻头的钻削速度/mm·min-1
镁合金
1.0
铝合金
1.8
铸铁
3.5
可达1 200 75～750 30～90
150～500 60～400 10～40
低碳钢 镍合金
6.3 10.0
40～200 20～90
材
M AT E R I A L
料应用
A P P L I C AT I O N
镁合金在切削加工过程中容易出现的 问题与对策
摘要：镁合金在切削加工过程中容易出现燃烧、加工机床/加工零件被腐蚀等问题，而正确使 用镁合金切削液可以减少这类问题的发生。分析了镁合金在切削加工过程中容易出现的各种问题的 原因；介绍了选择镁合金切削液的原则；通过试验，配制了对钢铁和镁合金都具有缓蚀效果的水基 切削液。
关键词：镁合金 切削液 腐蚀 缓蚀剂 中图分类号：TG501.5 文献标识码：B
徐关庆 林键彬 陆勇林
1 镁合金在切削加工过程中容易出现 的问题
镁合金是常用金属中最轻的金属，而且加工性能 十分良好，是重要的汽车轻量化材料之一。由表1看 出，与其他金属相比，镁合金是切削功率消耗比最低 的金属。一般情况下，只需要经过一次精加工便可以 达到最终要求的表面粗糙度。但镁合金在切削加工过 程中，容易出现燃烧或者加工机床/加工零件被腐蚀
（见图12）。
图11 使用没有缓蚀剂的切削液加工AZ91D 镁合金后不清洗出现的腐蚀斑点
图10 将AZ91D镁合金同时浸泡在pH值为9的切削液（上） 和自来水（下）中11 min时的结果 使用常规的水基乳化切削液加工的镁合金零件表
镁合金研究现状及发展趋势
镁合金研究现状及发展趋势摘要：镁合金作为21世纪的绿色环保工程材料之一，近年来已成为学术界的一个研究热点。
本文主要综述了镁合金的研究进展和应用，介绍了耐热、耐蚀、阻燃和高强高韧等高性能镁合金材料的最新发展。
还介绍了镁合金成型技术的研究成果，最后展望了高性能镁合金的发展前景。
关键词：镁合金；高强高韧；成型技术；应用1.引言镁（Mg）是地球上储量最为丰富的元素之一，在陆地、湖泊和海洋中都广为分布，例如，其在地壳表层金属矿资源中的含量达2.3%，仅次于占8.1%的铝和5%的铁，居第三位；海水中的镁含量达到2.1×1015吨，可以认为是取之不尽、用之不竭的元素[1]。
此外，我国的白云石矿储量、菱镁矿以及原镁的产量位列世界镁资源储量首位[2]。
同时，随着当前钢铁行业中铁矿石等资源的日趋紧张，开发和利用镁作为替代材料是必然的趋势。
被誉为“二十一世纪绿色金属结构工程材料”的镁合金是目前所知金属结构材料中最轻的，与其他同类材料相比，它具有密度小，比强度、比刚度较高，可以回收再利用且机加工性能优异，阻尼减震性好，电磁屏蔽效果佳等一系列优点，因此在交通运输（如汽车、摩托车、自行车等工业）、航空航天、武器装备、计算机通讯和消费电子产品等领域具有广阔的应用前景[3]，但其使用量与铝合金和塑料相比还相当少[4]。
目前，从全球镁合金研发状况看，发展方向如图1所示[5]，我国在镁合金材料的应用研究与产业化方面也己取得重大进展，形成了从高品质镁材料生产到镁合金产品制造的完整产业链，为我国实现由镁资源大国向镁应用强国的跨越奠定了坚实的基础。
图1 镁合金的研发方向[5]Fig. 1 Directions of Mg alloy development2.镁合金的特点及分类通过在纯镁中添加其他化学元素，可显著改善镁的物理、化学和力学性能。
但镁合金同时存在着显著的缺点，下面对镁合金的优缺点进行简要的阐述。
2.1镁合金的优点[6 ~ 8]1）密度小、质量轻。
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镁合金已经克服“可燃”和“难加工”的弱点
实用金属中最轻且比强度较高的镁合金，被用于制造笔记本电脑、汽车部件和相机外壳等，成为不再罕见的材料。
虽说如此，要称其为通用材料还相差很远，镁还未能象人们期待的那样贴近生活。
在日本国内，1980年代随压铸技术的发展，镁合金开始了普及。
到1990年代，在采用了触变注射成型技术后，镁合金名声大噪，成为了家电企业和个人电脑企业竞相采用的外壳材料。
到1990年代后期，有着“银色电脑”之称、包裹暗银色镁合金外壳的笔记本电脑成为焦点话题，带动了个人电脑需求的增长。
当时日本国内的镁需求曾大幅增长。
然而，镁合金的增长并没有达到普及的程度。
从2004年前后开始，日本国内需求增长放缓，在2007年创下最高需求记录后，受到雷曼危机的影响，需求陷入低迷，徘徊在每年4万吨的水平上。
在汽车领域也未能象人们期待的那样普及开来。
那么，既然镁合金是轻量化的不二之选，为什么又会停滞不前呢？这是因为镁合金存在易燃、难储运、难加工、成本高等难点。
而且，制造现在主流的铸件时，还存在尺寸精度和表面性质和形状等难题。
这些难点盖过了镁合金是实用金属中重量最轻的最大特点，限制了用途和需求的扩大。
然而，镁合金即将“一雪前耻”。
随着不可燃合金的登场，以及通过金属结构控制技术和加工技术的发展而使镁合金更容易利用等，过去镁合金的难点正在逐一得到克服。
另一方面，对于材料使用方来说，轻量化竞争愈演愈烈。
日本金属公司称，在平板电脑和智能手机等移动产品领域，有些企业“不惜成本上升，也要通过置换材料实现轻量化。
从2011年前后开始，来自海外的镁合金压延材料的垂询不断增多”。
从以追求节能的飞机、铁路机车、汽车为代表的运输行业，到轻量化对易用性影响很大的拐杖、轮椅等社会福利行业都对镁合金表现出了兴趣。
在材料技术和加工技术不断进化和轻量化竞争的背景下，镁合金沉睡的实力即将被唤醒。
耐热新合金接连面世，那么，镁合金有了哪些进化呢？让我们从其产品自身、加工和用途三个方面，来看镁合金的进化。
首先，镁合金自身的进化大致有两点。
一点是难燃性。
已有克服了易燃、难灭火等缺点的镁合金登场。
这就是熊本大学在2012年发布的“KUMADAI 不燃镁合金”。
作为其基础的“KUMADAI耐热镁合金”在900℃以上也不会自燃，而其进化版“KUMADAI不燃镁合金”则完全不会燃烧。
并且凭借优异的强度受到关注，有望用来制造注重阻燃性的飞机结构材料。
第二点是更轻。
在这点上，最近最吸引消费者关注的当属镁锂合金。
2012年8月，NEC个人电脑公司（NECPC）开创了世界量产品之先河，对笔记本电脑“Lavi e Z”采用了这种合金。
A4大小的电脑重量还不到900克，实现了极致“瘦身”。