az80镁合金管材热挤压成形及组织演变研究word格式论文.docxVIP

第1章绪论1.1镁合金概述镁及镁合金是目前最轻的金属结构材料之一,被誉为“21世纪的绿色工程材料”[1]，与其它金属结构材料相比,镁及镁合金具有密度低、质量小、比强度、比刚度高，减震性、电磁屏蔽性和抗辐射能力强，易切削加工、易于回收等一系列优点，在汽车、电子、交通、航天、航空和国防军事等工业领域具有广阔的应用前景[2-3]。1.2镁合金的应用1.2.1镁合金在汽车上的应用采用镁合金制造汽车零部件具有一系列优点，如：可以减轻车身质量、降低油耗、减少尾气排放、提高零部件的集成度、降低零部件加工和装配成本提高汽车设计的灵活性等。欧美、日本发达国家汽车工业中镁合金的应用逐渐增加，1997-2010 年全球用于汽车零部件的镁用量平均每年递增18%以上[4-5]。目前北美正在使用和研制中的镁基合金汽车零部件已多达100多种，欧洲正在使用和研制中的镁基合金汽车零部件已超过60 多种，。通用公司采用45 个镁合金件，美国福特汽车公司单车采用30个镁合金件，克莱斯勒公司采用20个镁合金件，单车用镁合金量为20-40kg。福特公司在2000 年新车型上每车使用镁合金件达103kg。我国镁合金在汽车上的应用有上海桑塔纳汽车上的壳盖和变速箱壳体。一汽试制出镁合金离合器壳、发动机缸盖罩、齿轮室等零部件。二汽也已成功地将镁合金应用到发动机上的壳盖、离合器壳体及泵体。重庆镁业科技公司正在开发长安汽车、摩托车上的镁件，现已开发出汽车用镁合金气缸盖罩、镁合金方向盘和镁合金手排档壳体，摩托车曲轴箱尾盖等产品。现在国内各大汽车公司和高等院校也都在大力研发应用镁合金零部件，通过增加镁合金在汽车上的用量，减轻汽车重量以减少汽车燃油量，使我国汽车行业持续健康发展。1.2.2镁合金在3C产业中的应用近年来，随着电子产品的飞速发展，用户对其外观和质量都提出了更高要求。以往移动电话机壳大多采用工程塑料，通过内壁涂镀铜或铬来屏蔽电磁，但屏蔽效果不好，回收困难，易造成环境污染。镁合金具有良好的防电磁性，对消除消费者在手机电磁波是否对人体有害的疑虑上具有极大吸引力，并且镁合金质量与工程塑料相当，又可回收利用。因此镁合金在手机上的应用将会越来越广泛[6]。镁合金用在外壳上可获得刚性好、重量轻、金属光泽好、电磁屏蔽性好等效果。镁合金3C产品最早出现在日本，日本厂商在1999年开始采用镁合金制造各种可携带式3C商品(如手机、PDA等)，日本东芝便携式电脑外壳上用镁合金压铸件，尺寸精度、刚度和散热性等都获得了较好的效果[7]。目前世界知名品牌如Encssoll已有约60%外壳使用镁合金，Nokia也有20%壳体使用了镁合金。爱立信CF788移动电话，其尺寸为105mm×49mm×24mm，外壳为镁合金，带电池的重量为35g。日本移动电话市场占有率最高的京瓷公司也已经将原来的PC/ABS塑料改为镁合金，外壳厚度可望减至0.5mm以内。镁合金在其它电子产品上的应用也有很多。Solw公司在1999年10月发售了两款外壳使用镁合金制造的可携式MD播放机(MZ-R90和E-90)，开创了镁合金应用的新领域。另外相机顶盖和前盖，电视和摄影机外壳等也已开始使用镁合金。近年来，在3C产品朝着轻、薄、小方向发展趋势的推动下，镁合金的应用得到了飞速的发展。我国虽然是世界产镁大国，但与美、欧洲等国相比，在镁合金材料研究、生产技术及应用领域等方面还有相当大的差距，很多研究仍处于起步阶段[8]。1.2.3镁合金在国防军工领域中的应用镁合金的低密度能有效降低部件重量，很早就应用于国防军工领域特别是航空航天业，如飞机框架、轮毂和机匣等大型复杂件多用镁合金制成。镁合金在直升机中的应用逐渐扩大，例如EUROCOPTER公司某些机型中的各盖子和齿轮箱壳体均为镁合金制造。以稀土金属为主要合金元素的铸造镁合金，可以作为航空飞机用发动机200℃-300℃以下长期使用的零件。20世纪50年代，我国制造的飞机和导弹的框架、蒙皮及发动机闸就已经采用了稀土镁合金。ZM3是我国首先在生产上应用的稀土镁合金，从1967 年起在黎明发动机公司、成都发动机公司一直大批量生产。ZM3主要用于J6飞机的WP6发动机的前舱铸件。ZM3还用于铸造WPll离心机匣，己在北京航空航天大学和南方动力机械公司生产了一定批量。70 年代在ZM3 基础上增加锌含量研制出的ZM4 可用于生产液压恒速装置的壳体。北京航空材料研究所在原镁—钕系合金研究的基础上，于1980年研制的ZM6合金用于发动机后减速机匣和某歼击机机翼6 肋(油箱隔板)中[9]。在飞机制造业中，常见的变形镁合金有MB5、MB8、MB15等，其中MB15 合金的锻件有40多件，Ф20-Ф95mm的棒材也应用较多。MB8、MB15合金的7mm-l8mm的厚板多用作仓门、连杆机构等材料。在航天工业中常用MB