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镁合金材料应用及研发现状研究 摘要 近年来建筑材料领域不断涌现新技术、新工艺，镁合金作为其中的一种，有着广阔的市场应用前景。本文对镁合金材料的特性及应用领域进行了介绍，进而阐述了其工艺特点，在此基础上就镁合金材料的研发现状进行了探讨与分析。 关键词 镁合金；应用现状；新材料 中图分类号TG1 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）67-0062-02 随着科技水平的不断提高，在建筑行业各种新技术、新材料得以应用。在金属材料方面，镁合金材料得到了广泛的应用，从近年来的发展趋势来看，将是未来金属材料发展的优先选择。随着工艺水平和加工技术的不断成熟与完善，镁合金材料铸造方式也呈现出多样性特点。不过总体来说还存在很大的提高空间。 1 镁合金材料的特性及应用 从当前镁合金材料的应用情况来看，因具有密度小，比强度、比刚度高，机加工性能优良，减振性优异等一系列优点，使其应用范围十分广泛。与铝合金一样镁合金也可以再融解精炼，因此具有高度的可回收性。在当前倡导节能与环保的时代背景下，镁合金受到工业界的重视与青睐。从镁合金的成分结构来看，由于其结晶构造属于最密六方格子（HCP），具有异方向性，因此在对镁合金材料进行加工生产中，对加工温度、加工速度、加工量的控制都要求十分严格。这样有利于在对镁合金材料进行成形加工时，最大限度地避免其机械性质易受金属流动的影响。 镁合金制件在当前各工业领域、建筑行业等领域得到了广泛应用，主要是由于其成品是现有最轻的实用金属之一，而且还体现出以下应用优势：比强度优越，切削性良好（切削加工容易），振动吸收特性优越，电磁波遮蔽性良好等；当然，在热传导能力、防辐射和抗干扰方面镁合金也体现出其优势。基于这些优势，镁合金材料在重型机械零件制造中已经成熟地得以应用。而在家庭电子产品如笔记本外壳、PDA外壳、移动电话外壳、等这些电子产品中的应用正在开发与探索中。 2 镁合金材料的工艺特点和研发现状 2.1 工艺特点 在上述分析中，我们对镁及镁合金材料的特点进行了探讨。从中总结了应用广泛的特点，主要是与其产品的优越性有关，而这种优势也有赖于其工艺流程。具体来说，镁合金材料加工工艺特点主要体现在以下几方面：1）成品密度低，所以有利于增大运输机械的载重量和速度，并在一定程度上实现了降低能源消耗和减少污染排放的目的；2）由于镁与铁的反应性低，所以在进行压铸时压铸模损少，有效地使得使用寿命延长；3）弹性模量较低，当受外力作用时，可以避免过高的应力集中，而促使其分布更为均匀；4）优良的切削加工性能，相对其他金属而言，镁合金材料的切削速度更快，而且材料的稳定性较好，使得铸件的铸造和加工尺寸精度高；5）具有良好的可塑性，利用镁合金材料的这一特点，现实中往往可以通过压力加工的方法获得各种规格的棒材、管材、型材和粉材等；6）有较高的振动阻尼容量，即高的减振性和低惯性；7）较好的抗盐雾腐蚀性能；8）具有较好的焊接性能和抗疲劳性能也较好；9）从加工工艺来说，由于镁易氧化燃烧，因此要求我们在加工车间和制粉车间需要做好安全管理措施。 2.2 研发现状 1）镁合金熔炼技术。镁合金材料的研发，首先是着眼于其熔炼技术的发展。从镁的化学性质特点来看，化学成分活波，易氧化和燃烧。针对这一特性，当前对镁合金材料的熔炼技术的研发常采用合金液阻燃技术和变质处理技术两种方式。具体来说，合金液阻燃技术主要是采用熔剂保护法、气体保护法和合金法三种方法。而变质处理技术可以改善镁合金组织形态，不过其缺点在于影响了合金晶粒大小和力学性能以及对镁液中的氧化夹杂也来带了负面作用。从当前应用实践来看，不含Al的Mg合金，常采用Zr变质有较好晶粒细化效果；对Mg-Al合金则常采用碳素材料进行变质处理； 2）镁合金铸造成型技术。从生产工艺来说，在镁合金材料生产工艺中应用较为广泛的是铸造工艺和变形工艺两种。前者主要有压力铸造、砂型铸造、低压铸造、精密铸造、挤压铸造和半固态压力铸造等；后者主要为锻造和冲压目前使用的镁合金材料有70%以上为铸造镁合金，其中铸造镁合金90%以上为压铸镁合金。在上述诸多铸造方法中目前仅压力铸造和高压铸造方法在生产上得到广泛应用。 2.3 当前镁合金研究的不足及未来展望 2.3.1 存在的不足 1）室温强度低。从当前技术水平来看，普通铸造镁合金的室温抗拉强度不足300MPa，即时变形镁合金的强度也不到400MPa，因此难以满足应用中主承力件的需求； 2）耐蚀性较差。在当前应用中，还没有十分有效的技术措施来解决镁合金易腐蚀的问题； 3）变形能力不足。一方面塑性强是镁合金材料的优势，另一方面当前的技术水平下镁合金塑性却不理想，难以塑性成型； 4）蠕变抗力