自20世纪90年代初开始,国际上主要金属材料的应用发展趋势发生了显著变化,钢铁、铜、铅、锌等传统材料的应用增长缓慢,而以镁合金材料为代表的轻金属材料异军突起,以每年20%的速度持续增长。镁合金可分为铸造镁合金和变形镁合金。镁合金按合金成分不同主要分为Mg-AI-Zn-Mn系、Mg-AI-Mn系和Mg-AI-Si-Mn系、Mg-AI-RE系、Mg-Zn-Zr系和Mg-Zn-RE系。
镁合金具有以下几方面的特点:
(1)重量轻:镁合金的比重约1.7,为锌的1/4,钢的1/5,甚至比铝合金(比重约2.7)的比重也轻1/3。
(2)镁合金具有的“高强度、重量轻”特性使其可在钢、铸铁、锌合金甚至铝合金的传统应用中取代上述材料。
(3)优良的导热性、相对于工程塑料极佳的吸震性,较佳的机械强度、抗冲击性及耐磨性。
(4)抗EMI电磁波:镁合金为非磁性金属,电磁遮蔽性能优良。
(5)尺寸稳定性高:不易因环境温度变化及时间而改变。
(6)可回收:镁合金具有100%完全回收的特性,更符合当今环保要求。
(7)机械加工特性:如果设镁切削所需动力为1,则铝是1.8,黄铜是2.3,铸铁是3.5;且比重轻,切削惯性小,可高速切削。
镁合金的主要用途在于轻量化。目前镁合金压铸品的应用产业以汽车零组件为主,约占80%以上,其次为3C产业,其它如自行车、器材工具、运动用品及航天国防也都在其应用范围之内。
基于镁合金优异的特性,使镁合金在未来发展中具有很强的优势,更符合当代对环境保护、可持续发展的要求,是取代钢铝材的最佳选择。由于镁金属化学活性大,给镁合金零部件的加工带来一系列的问题,妨碍了镁合金的推广使用。
镁合金正在从一般结构铸造件向着高性能轻合金结构框架、精密复杂应用条件的方向发展,正在由军工向着民用不断推广,同时加工技术向数控化、高速化、自动化技术方向发展,向材料制备与构件成形同时制造的方向发展;制造技术向信息化、数字化及设计一制造一体化方向发展。我国镁合金制造技术正处在一个新的变革时代,它将为新一代工业与民用设备的研制提供更先进的材料与制造技术。
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