鎂合金成型工藝與應(yīng)用狀況.ppt

1、鎂合金及其成形工藝,2012年5月22日,一、鎂合金的優(yōu)點(diǎn),密度小，鋼鐵的1/4 ,鋁合金的2/3 比強(qiáng)度很大,略低于比強(qiáng)度最高的纖維增強(qiáng)材料 比剛度與鋁合金鋼鐵的基本持平 阻尼性很好，具有極佳的減震性 導(dǎo)熱性好，是工程塑料的300倍 鎂合金加工成形性好,尺寸穩(wěn)定性好 鎂合金可全部回收利用,二、常用鎂合金,工業(yè)鎂合金主要有主添加元素分別Mn,Al,Zn,Zr和稀土的5個(gè)基本合金系： Mg-Mn ,Mg-A I-Mn ,Mg-A l-Zn -Mn， Mg- Z r，Mg -Zn Zr，Mg -稀土 Zr等。,三、鎂合金的成形工藝,1、鑄造 鑄造(即液態(tài)成形)是鎂合金的主要成形方法，是熔煉金屬，制

2、造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀、尺寸、成分、組織和性能鑄件的成形方法。包括砂型鑄造 、金屬型鑄造、重力鑄造 、熔模鑄造、消失模鑄造 、永久模鑄造和壓鑄等多種鑄造方法。,三、鎂合金的成形工藝,其中壓鑄是最成熟、應(yīng)用最廣的方法。壓鑄分為熱室壓鑄和冷室壓鑄，前者用于鑄件不重量不太大的薄壁件，如英國Kirk Precision公司的AZ91HP鎂合金自行車架，美國也有用鎂合金制造計(jì)算機(jī)外殼和雷達(dá)探測(cè)器的例子。冷室壓鑄常用于生產(chǎn)厚壁件和大鑄件，如德國Audi汽車公司和美國GM公司用冷室壓鑄生產(chǎn)汽車儀表板。,三、鎂合金的成形工藝,2、塑性成形 （1）鍛壓成形 對(duì)坯料施加外力，使其產(chǎn)生塑性

3、變形改變尺寸、形狀及性能，用以制造毛坯、機(jī)械零件的成形加工方法。是鍛造與沖壓的總稱。 鎂合金鍛壓一般用于水壓機(jī)或低速機(jī)械壓力機(jī)，而很少用于鍛錘或快速壓力機(jī)，否者易造成裂紋。,三、鎂合金的成形工藝,（2）擠壓成形 坯料在三向不均勻壓應(yīng)力作用下，從模具的孔口或縫隙擠出使之橫截面積減小長度增加，成為所需制品的加工方法。 擠壓所用原料為AZ和ZK系鎂合金，若要求高溫強(qiáng)度，也可用WE系。 材料主要要用于熱水器、冰箱、儲(chǔ)罐、高溫鍋爐內(nèi)的金屬保護(hù)、防高壓干擾用的接地電極，也用于土壤中保護(hù)天然氣輸送金屬管道 。,三、鎂合金的成形工藝,3、超塑性成形 板料在其產(chǎn)生超塑性的特定溫度下成形的方法。超塑性是指材料在一

4、定的內(nèi)部條件和外部條件下，呈現(xiàn)出異常低的流變抗力、異常高的流變性能的現(xiàn)象。與塑性成形各向異性不同超塑成形表現(xiàn)為各向同性并可達(dá)很高的延伸率。其中等通道角擠壓技術(shù)(ECAE)是低溫超塑性的一種方法 ,在200溫度下 可使AZ91鎂合金延伸率達(dá)到675%。,三、鎂合金的成形工藝,4、半固態(tài)成形工藝 金屬半固態(tài)成形工藝是一種新成形工藝 它是將傳統(tǒng)金屬成形工藝用于半固態(tài)金屬的各種方法的總稱。它可分為兩類一是流變成形 ，另一是觸變成形。 （1）流變成形 流變是材料的應(yīng)力、應(yīng)變隨時(shí)間變化而變化的現(xiàn)象。,三、鎂合金的成形工藝,流變成形包括流變鑄造和流變射鑄技術(shù)。前者是將金屬加熱到液態(tài) ,在隨后冷卻中施以外力或

5、外場(chǎng) ,以打破凝固過程中的枝晶 ,在金屬處于半固態(tài)狀態(tài)下送入壓鑄機(jī)進(jìn)行壓鑄成形。流變射鑄工藝其原理是將鎂合金在氫氣保護(hù) 的增禍中熔煉 在設(shè)定溫度下靜置一定時(shí)間后 ,依靠 底流 閥把液態(tài)金屬導(dǎo)入圓筒 ,冷卻至一定固相分?jǐn)?shù)后通過內(nèi)置雙螺桿施加剪切作用獲得理想半固態(tài)漿 ,經(jīng)由轉(zhuǎn)向閥進(jìn)入注射筒 ,在活塞作用下注射成形。,三、鎂合金的成形工藝,（2）觸變成形 觸變成形大體上可分為觸變鑄造和觸變射鑄 。前者為兩步成形工藝 ,首先 ,需獲得具有細(xì)小、等軸、均勻的非枝晶組織坯料 ,然后將坯料部分重熔至半固態(tài) ,送入壓鑄機(jī)壓鑄成形 ,或用擠壓鍛造等手段塑性成形。后者原理是將直徑為 5一 6m m 的鎂粒,在室溫下通過粒斗送入高溫螺旋混合機(jī)加熱到半固態(tài)狀態(tài)以螺旋桿剪切并推送此半固態(tài)漿液射出成形。 目前包括中國臺(tái)灣和日本在內(nèi)的一些鎂合金廠用此法生產(chǎn)3c產(chǎn)品組件和汽車零件。,三、鎂合金的成形工藝,5、RSp 技術(shù) RSP是近年來新興的一種成形工藝采用該 技術(shù)可得到非常細(xì)小的晶粒組織 ,從而提高合金的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性。Daloz等對(duì)用快速凝結(jié)技術(shù)得到的Mg-Al