镁合金特性

镁合金的特点

1.重量轻——镁合金比重在所有结构用合金中属于轻者，它的比重为铝合金的68%，锌合金的27%，钢铁的23%，它除了做3C产品的外壳，内部结构件外，还是汽车、飞机等零件的优秀材料

2.比强度、比刚度高——镁合金的比强度明显高于铝合金和钢，比刚度与铝合金和钢相当，而远远高于工程塑料，为一般塑料的10倍

3.耐振动性好——在相同载荷下，减震性是铝的100倍，钛合金的300~500倍

4.电磁屏蔽性佳——3C产品的外壳（手机及电脑）要能够提供优越的抗电磁保护作用，而镁合金外壳能够完全吸收频率超过100db的电磁干扰

5.散热性好——一般金属的热传导性是塑料的数百倍，镁合金的热传导性略低于铝合金及铜合金，远高于钛合金，比热则与水接近，是常用合金中最高者

6.质感佳——镁合金的外观及触摸质感极佳，使产品更具豪华感

7.可回收性好——只要花费相当于新料价格的4%，就可将镁合金制品及废料回收利用

8.稳定的资源提供——镁元素在地壳中的储量居第八位，大部分的镁原料自海水中提炼，所以它的资源稳定、充分

镁及镁合金的焊接性

⑴粗晶镁的熔点仅为651℃ ，导热快，焊接时要用大功率热源，所以焊缝及热影响区金属易产生过热和晶粒长大。

⑵氧化和蒸发镁的氧化性极强，在焊接高温下，易形成氧化镁（MgO），MgO 熔点高达2500℃ ，且密度大（ 3.2g /cm3），在熔池中易形成细小片状的固态夹渣。在高温下，镁还容易和空气中的氮化合成镁的氮化物，使接头性能变坏。镁的沸点不高，仅为1100℃ ，因此在电弧高温下很易蒸发。

⑶热应力镁及镁合金的线膨胀系数约为钢的2倍（铝的1.2倍），所以焊接时产生较大的热应力，增加产生裂纹的倾向和加大焊件变形。

⑷热裂纹镁容易和一些合金元素如Cu、Al、Ni等形成低熔点共晶（如Mg-Cu 共晶熔点为480℃ ，Mg-Al共晶熔点为430℃ ，Mg-Ni共晶熔点为508℃ ）所以热裂纹倾向较大。

⑸气孔氢在镁中的溶解度随着温度的降低而急剧减少，因此焊缝中易产生气孔。

镁及镁合金的焊前准备工作

⑴选用焊丝常用与母材化学成分相同的材料，但在焊接镁-锰系合金MB8时，为减少裂纹倾向，应选用MB3焊丝。

焊丝在使用前，表面必须清理，清理方法有机械法及化学法两种：机械法是用刀具或刷子去除表面氧化皮；化学法是将焊丝浸入到质量分数为20%～25%的硝酸溶液中，浸蚀2min，然后在50～90℃的热水中进行冲洗，再干燥。清理后的焊丝最好能在当天用完。

⑵清理工件表面为了防止腐蚀，镁合金均需进行氧化处理，使其表面有一层铬酸盐填充的氧化膜，这层氧化膜是焊接时的重大障碍，焊前必须彻底清除，清理方法有机械法和化学法两种。机械法是用刮刀或ф0.15～ф 0.25mm 直径的不锈钢丝刷从正、反面将焊缝区25～30mm内杂物及氧化膜除掉。板厚小于 1mm 时，焊口背面的氧化膜可不必清除，以防止产生烧穿、塌陷等现象。化学法包括

表面脱脂、碱浸蚀和进行中和处理等工序

镁合金在汽车工业中的应用

随着镁合金熔炼和制造技术的不断进步，冶炼技术成熟，杂质含量较低，耐腐蚀性提高，使其在汽车工业领域中获得了较快的发展。镁合金在汽车上的应用，主要取代铸铁、铝合金、塑料和钢制冲压焊装组合件，多以压铸件为主。随着现代汽车节能降耗要求的不断增强，安全和环保法规日趋严格，轻量化的需求也变得更为迫切。节能降耗成为汽车新产品开发的难点和重点，轻质材料的应用成为减重节能的重要手段。镁合金作为工业用材中最轻的金属材料，在汽车上的应用也越来越广泛。如何把握好镁合金的特点，新产品的研究和应用，是汽车轻量化设计和节能降耗的重要课题。

当今，钢铁、铝合金和塑料是汽车上使用最多的三大类材料，按重量计算，三类材料占整车比例合计约为80%，其中钢铁约占62%，铝合金和塑料大体相当，均占8%-10%。镁合金在汽车上的应用比例为0.3%，平均重量约5kg，但近几年的增幅却较大。镁的比重为1.74g/cm3,是铝的2/3，钢的2/9，和塑料相当，是最实用的减重轻金属材料。镁合金也具有比强度、比刚度高等优良性能。正因为如此，镁合金有利于汽车轻量化、有利于节能和减排。据资料介绍：轿车质量每减轻100kg，油耗可降低5%。如果每辆汽车使用70kg镁合金，CO2年排放量能减少30%以上。汽车减重可以提高其加速性能；顶部和车门减重，可以降低汽车重心，增强稳定性；前部减重，可以使汽车重心后移，改善操纵性能。同时，镁的减振系数远高于铝和钢铁，具有优良的抗冲击性能，有利于减振降噪，选用镁合金作为汽车结构材料能有效降低汽车振动和噪声，受冲击时能吸收更多的能量。镁合金的散热性好，抗电磁干扰性高，使汽车更为安全舒适。

由于交通工具轻量化的推动，世界各国都展开了对镁合金的研究，而限制镁合金发展的一个主要原因是镁合金的高性能——抗蠕变能力和高温疲劳性能较差，因此新材料的研发主要是针对这一问题进行，概括的说主要包括两个方面，一是对现有合金的优化，主要是针对现有的商业镁合金，特别是对AZ、ZK系合金进行改性，通过添加合金元素以期改善合金的高温性能；二是新合金系的开发，主要是指新型Mg-RE系的研发。镁合金可分为铸造镁合金和变形镁合金。镁合金按合金组元不同主要有Mg-Al-Zn-Mn系（Az系列）、Mg-Al- Mn系（AM）和Mg- Al-Si-Mn系（AS）、Mg-Al-RE系（AE）、Mg-Zn-Zr n(ZK)、Mg-Zn-RE系（ZE）等合金。

世界上镁合金用于交通工具，虽然有80年的发展史，但因为其材料的耐腐蚀性差，生产工艺和材料成本较高等因素，使得镁合金在汽车上的应用较慢。近年来随着镁合金熔炼和制造技术的不断进步，冶炼技术成熟，杂质含量较低，耐腐蚀性提高，使其在汽车工业领域中获得了较快的发展。镁合金在汽车上的应用，主要取代铸铁、铝合金、塑料和钢制冲压焊装组合件，多以压铸件为主。在欧洲市场上，汽车上有60多种零部件可以采用镁合金。汽车用镁合金压铸件正在以年均25%的速度增加；虽然目前全世界所有汽车的镁合金平均用量只有2.3kg，但是汽车用镁合金量正在以年均20%的速度上升。北美正在使用和研制的镁合金汽车零部件有100多种，是世界上汽车用镁合金含量最大的地区，单车用镁合金5.8kg-26.3kg。日本汽车业在越来越多的零部件上采用煤合金。日本大多数生产手动变速汽车的企业也在想尽办法应用镁合金变速杆，采用镁合金坐椅架的车种在不断增加。另外，镁合金变速箱壳体、仪表板骨架、车门内框、车扶手也将在