镁基复合材料3-项目简析.pdfVIP

商丹循环工业经济园区 年产 5 万吨镁基复合材料 项目简析 1、项目名称： 商丹园区年产 5 万吨镁基复合材料项目 2、产业政策： 复合材料是国家发改委大力 导和积极支持的高科技产品，项目 属于《产业结构调整指导目录》（2011）鼓励类项目。 3、产品及用途： 金属复合材料属于复合材料的一类，是一门相对较新的材料学科， 仅有 40 余年的发展历史。单一的金属、陶瓷、高分子等工程材料难以 满足对材料的多方面性能要求，复合材料因此被积极研发。 金属复合材料是指利用复合技术将多种性能不同的金属、非金属 在界面上实现冶金结合而形成的材料，能够极大地改善单一金属材料 的热膨胀性、 度、断裂韧性、冲击韧性、耐磨损性、 电性能、磁性能 等诸多性能。按基体类型分，主要有铝基、镁基、锌基、铜基、钛基、镍 基、耐热金属基、金属间化合物基等复合材料。目前铝基、镁基、钛基、 镍基复合材料发展较为成熟。 镁基复合材料主要以镁铝合金为基体，以陶瓷颗粒、纤维或晶须 作为增 体。制成的镁基复合材料，集超轻、高比刚度、高比 度于一 身，该类材料比铝基复合材料更轻，具有更高的比 度和比刚度，成为 航空航天等领域的优选材料。 4、市场分析： 镁基复合材料正成为继铝基之后的又一具有竞争力的轻金 3 属基复合材料，因其密度小(1.74 g／cm )，仅为铝的 2／3，且比镁合 金具有更高的比 度 、比刚度、良好的阻尼性能和 电磁屏蔽等性能 和耐高温性能，在航天、航空、 电子、汽车、轮船、先进武器等方面均 具有广泛的应用前景。 近年来，镁基复合材料下游行业需求增长带来镁基复合材料市场 需求的扩张，行业销售增长明显，产品供不应求。在国家“十二五”规划 和产业结构调整的大方针下，镁基复合材料面临巨大的市场投资机遇， 行业有望迎来新的发展契机。 5、生产工艺： 镁基复合材料的增 体主要有长纤维、短纤维、颗粒和晶须等，其 中颗粒增 金属基复合材料制备工艺简单、成本较低微观组织均匀、 材料性能各向同性且可以采用传统的金属加工工艺进行二次加工等 优点，成为金属基复合材料领域最重要的研究方向，正在向工业规模 化生产和应用发展。 5.1 常用的基体镁合金 镁基复合材料要求基体组织细小、均匀，基体合金使用性能良好。 根据镁基复合材料的使用性能，对侧重铸造性能的镁基复合材料可选 择不含 Zr 的铸造镁合金为基体；侧重挤压性能的则一般选用变形镁合 金。这些基体镁合金主要有镁铝锌系(A731、AZ61 、AZ91) 、镁锌锆系、 镁锂系、镁锌铜系(ZC71)镁锰系、镁稀土锆系、镁钍锆系和镁钕银系 等。纯镁的 度较低，不适合作为基体。 5.2 常用的颗粒增 体 根据镁基复合材料的使用性能、基体镁合金的种类和成分来选择 所需的颗粒增 体，要求增 体与基体物理、化学相容性好，应尽量 避免增 体与基体合金之间的有害界面反应，并使其与基体润湿性良 好，载荷承受能力 等。 选择所需的颗粒增 体包括： ①碳化物 SiC 颗粒 ②硼化物 TiB2 颗粒 ③氧化物 MgO ④金属间化合物 Mg2Si 制备方法可分为外加颗粒和原位内生颗粒法两种。 5.3 工艺方法 5.3.1 粉末冶金法 粉末冶金法是把微细纯净的镁合金粉末和增 体颗粒均匀混合 后在模具中冷压，然后在真空中将合体加热至合金两相区进行热压， 最后加工成型得复合材料的方法。该法工艺设备较复杂，成本较高，不 易制备形状复杂的零件。 5.3.2 熔体浸渗法 包括压力浸渗、无压浸渗和负压浸渗。压力浸渗是先将增强颗粒 做