镁合金加工发展动向

《镁合金加工发展动向》由会员分享，可在线阅读，更多相关《镁合金加工发展动向（83页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、镁合金加工发展动向镁合金加工发展动向清华大学：曾大本清华大学：曾大本TSINGHUA UNIVERSITY镁合金加工发展动向1镁合金产业化加速发展 2镁合金成形技术 3我国镁合金铸造发展前景展 望TSINGHUA UNIVERSITY1.镁合金产业化加速发展TSINGHUA UNIVERSITY镁的特点 比强度高 吸震性能高，适于用作设备机壳类零件。 尺寸稳定性好，无需退火和去应力处理。 便于实现自动化生产和高的模具寿命。 良好的铸造性能，镁允许铸件壁厚小至0.6mm。 高生产率，与铝相比，镁有更低的单位体积热含量，这 意味着它在模具内能更快凝固。一般说来，其生产率比 铝压铸高出40-50 ，

2、最高时可达到压铸铝的两倍。 良好的切削性能。比铝和锌有更好的加工及切削特性。 可回收再用，比许多塑料材料更符合环保的要求。 高散热性，适合现今设计密集的电子产品。 电磁屏蔽性好，适合发出电磁干扰的电子产品。 其它：良好抗疲劳、低的裂纹倾向，无毒、无磁性等。 镁合金产业化TSINGHUA UNIVERSITY镁合金产业化表1 物理、机械特性比较材料名比重熔点 ()导热导热 率 (W/mK)抗拉强度 (MPa)屈服强度 (MPa)延伸 率 (%)比强度 (/)弹弹性模 量 (GPa) 镁镁 合 金AZ91D1.8159854250160713845AM60B1.861561240130131334

3、5铝铝 合 金A3802.70595100315160311671钢钢 铁铁碳素 钢钢7.86152 0425174002280200塑 料ABS1.030.9966093P C1.231182.795镁合金、铝合金、钢铁、塑料的 物理和机械性能TSINGHUA UNIVERSITY各种轻型材料与钢材具有相同弯曲刚性和弯曲强度时 的厚度比与质量比值材料名称弯曲刚性相同弯曲强度相同 厚度比质量比厚度比质量比 Mg(AZ91)1.670.391.120.26 Mg(Am50)1.670.381.260.29 Mg(AZ80-T5)1.670.380.850.20 Mg(AZ31-H24)1.670

4、.380.950.22 Al(A380)1.430.491.120.38 Al(A356-T6)1.430.501.040.37 Al(6061-T6)1.450.500.850.30 Al(5182-H24)1.440.500.920.32 塑料（ Pulse2000）4.500.651.940.28TSINGHUA UNIVERSITY几种镁压铸件在扭转加载试验时的减振率合金状态在下述载荷条件下的减振率 20MPa40MPa60MPa80MPa100MPa AS41AF2054606570 AZ91A、B或DF2032455055几种镁、铝和铸铁砂铸件在悬臂弯曲加载试验时的减振率TSING

5、HUA UNIVERSITY1.1 镁合金压铸件需求明显增长镁合金产业化TSINGHUA UNIVERSITY镁合金产业化全球镁产量及其预测1999年为385,000 tons 北美及巴西 160,000 tons 欧洲及以色列 90,000 tons 中国. 135,000 tonsTSINGHUA UNIVERSITY中国镁合金产量TSINGHUA UNIVERSITY应应用领领域消费费量(吨) 1997年1998年1999年 铝铝合金添加元素146,100154,400159,800压铸压铸95,300110,100133,400 脱硫47,95048,20041,700 电电化学18,

6、90010,00011,200化学应应用6,7006,8005,200金属还还原5,6004,9002,400重力铸铸造2,1002,6002,000变变形镁镁合金3,9004,5004,100球化剂剂11,30011,7508,900 其它用途6,3507,5006,800总总量334,200360,250375,500西方市场镁消费情况源自国际镁协会（IMA）的西方市场统计数据，包括从CLS和中国 进入西方市场的镁，但没有包括CLS和中国内部使用的镁镁合金产业化TSINGHUA UNIVERSITY西方镁消费分析主要用途为炼钢脱硫， 合金添加，压铸合金 约43的镁作为添加元素配制铝合金。

7、压铸镁合金用量急剧上升，1999年压铸用 镁量比1997年提高了40，比1998年提高 了21。 镁合金压铸零部件在汽车工业的消费量占 压铸用镁量的80。 发达国家的许多汽车制造商计划不久的将 来每台车采用40100Kg的镁合金构件。 预计今后10年汽车用镁量将会以15速度 递增，至2005年达到20万吨。镁合金产业化TSINGHUA UNIVERSITY拉动全球镁消费增长的主要因素 汽车工业 镁合金压铸的快速增长主要是欧美地区发达国家汽车工 业面临汽车重量轻、耗油少、符合新的环保要求而促成 的。 此外，镁合金压铸件在汽车上的应用还可以改善汽车的 结构和动力性能，是汽车工业重视镁合金应用的原因

8、之 一。 通讯、计算机和轻工业等领域 随着镁合金生产技术的多项突破，镁合金的使用成本也 大幅度下降，从而促进了镁合金在计算机、通讯、仪器 仪表、家电、医疗、轻工等行业的应用发展。 可以满足市场对产品高度轻量化、薄壁化、小型化和利 于再生的要求。 虽然此领域应用的镁合金制品的单位重量和尺寸虽然不 如汽车零部件，但其数量大、覆盖面大，其用量也是巨 大的，成为拉动全球镁消耗量增加的另一重要因素。镁合金产业化TSINGHUA UNIVERSITY镁合金结构件应用举例 应应用领领域用 途 航空航天领领域飞飞机：机身、发动发动 机 导弹导弹 、宇宙探查查：火箭、发发射台、卫卫星及探查查、喷喷气发动发动 机

9、 仪仪器：陀螺仪仪、罩、雷达零件及波导导管、电电气装置、 地面控制装置 原子能产业产业外壳密封装置、辅辅助设备设备 地面运输输汽车车、卡车车：变变速箱体、曲轴轴箱、传动传动 箱、油盘盘、缸盖、轮轮 毂毂、转转向盘盘、刹车车中踏板支架、车锁车锁 壳体 自行车车、摩托车车：链链条罩、制动动片、前导导流罩、发动发动 机零件 、 传动传动 箱盖 物流设备设备爪卡盘盘及传动传动 装置；大型敏捷用具、台车车 机械工具链锯链锯 及钻钻机、工艺艺装备备板、水平仪仪等 纺织纺织 机高速经轴经轴 、控制杆 印刷底版、滚滚筒、印刷板 办办公用品机器打字机零件、电传电传 打印机盖、计计算机、笔记记本电脑电脑 光学仪仪

10、器照相机壳、磁带带卷轴轴、摄摄像机、电视电视 、投影机消费费用品梯子、吸尘尘器零件、椅子、大型旅行箱架、眼镜镜、助听器、 车车椅、拐杖镁合金产业化TSINGHUA UNIVERSITY1999年约为135,000 tons 北美 81,000 tons 欧洲 56,700 tons 亚洲 14,500 tons镁压铸全球消耗量镁合金产业化TSINGHUA UNIVERSITY压铸镁应用范围 汽车工业 通讯/电子消费品/电脑工业 电动工具 其他机车 运动用品镁合金产业化TSINGHUA UNIVERSITY1.2 各国政府高度重视镁合金的 开发应用镁合金产业化TSINGHUA UNIVERSIT

11、Y镁合金产业化由于镁合金的发展潜力和应用优 势，镁合金应用技术开发研究受到发 达国家政府部门的高度重视。美国、德国、澳大利亚、日本、 加拿大、新西兰等发达国家1990年后 相继出台了各自的镁研究计划，投资 数10亿美元，协调各方面力量联合攻 关。TSINGHUA UNIVERSITY 1996年美国联邦政府能源部与国内通用等三大 汽车集团签署了一项名为“PNGV”（新一代交 通工具）的合作计划，旨在采用更多的新技术 、新材料生产出重量轻、耗油少、符合环保要 求的新一代轿车。 1997年德国科技教育部（BMBF）牵头，联合 大众汽车公司等50余家企业和5所大学及研究 所，投资3000万马克，进行

12、为期3年的 “MADICA”（镁合金压铸）攻关计划，以解决 镁和镁合金生产、镁合金压铸等生产中的关键 技术难题，建立起一套完整的镁合金压铸及加 工的工艺规范，并将镁合金压铸件进一步应用 于汽车及其它领域。镁合金产业化TSINGHUA UNIVERSITY 1999年在日本启动了一个由2所大学、2家研 究所和4个企业组成的镁合金联合攻关项目。 通过“家电回收法”限制工程塑料的使用，率先 将镁合金用于制造3C产品壳体，目的是保持环 境协调发展。 2000年3月我国科技部启动了“镁合金开发应用 及产业化”的前期战略研究，现该项目已列为 国家“十五”重大科技攻关重大专项，正组织力 量联合攻关；在国家“

13、863”计划中也按排了有 关镁合金新材料、新工艺的研究内容；国家计 委也将镁合金产业化列为今年高新技术产业化 示范项目；兵器等军工集团也开始启动相应的 研发计划。镁合金产业化TSINGHUA UNIVERSITY国外镁合金工业发展值得借鉴的经验 政府高度重视，加强对镁合金工业技术 开发的支持。 在政府倡导下，高校和企业联姻，走产 学研结合之路。 大型跨国公司争相控制镁资源，占领制 高点。 风险投资是国外镁合金工业发展的另一 个途径。镁合金产业化TSINGHUA UNIVERSITY1.3 金属镁供应稳定、价格稳步下降镁合金产业化TSINGHUA UNIVERSITY目前，国际上镁价格与铝的 价

14、格逐步接近，影响镁合金广 泛使用的原材料价格瓶颈正在 突破，这和我国这几年镁业的 发展也是分不开的 镁合金产业化TSINGHUA UNIVERSITY为保证镁资源跨国集团的合作项目 德国大众汽车公司与以色列镁生产厂家合作，在镁 资源丰富的死海地区合资兴建镁加工厂，其中大众 公司占35股份，以色列占65，预计2002年建成 后镁的年产能力将达9千吨以上。与以色列死海 美国通用汽车公司与世界最大的镁供应商NORSK HYDRO 公司签署了一项长期合作协定，共同进行 技术攻关，开发镁合金产品，并用于该公司制造的 汽车中。合作内容还包括在加拿大、挪威和俄国建 立镁生产基地。 美国福特与Normandy

15、 矿产公司、澳大利亚联邦科 学及工业研究院（CSIRO）合作组成澳大利亚镁 业公司（Australian Magnesium Corp.），在澳大 利亚昆士兰（Gueensland）合股投资建设全球规模 最大的镁生产基地，年产达9万吨。镁合金产业化TSINGHUA UNIVERSITY2. 镁合金成形技术TSINGHUA UNIVERSITY镁合金铸造方法 重力浇注 (Gravity Die casting) 低压铸造 (Low pressure die casting) 半固态压铸 (Semisolidcasting) 触变注射成形法 (Thixomolding) 压铸 (High pres

16、sure die casting) 其它其中，压铸和触变注射成形是主要的铸造方法镁合金铸造技术TSINGHUA UNIVERSITY不同铸造方法生产的镁合金铸件质量对比的铸件 指标低压 铸造压力 铸造真空 压铸触变 铸造半固态 铸造挤压 铸造 循环时间323142 表面精度313111 卷入气体343321 缩孔444111 可热处 理性141111 可焊性141111* 1表示最好，4表示最差TSINGHUA UNIVERSITY不同铸造成形方法生产的AZ91镁合 金的性能对比镁合金铸造技术TSINGHUA UNIVERSITY2.1 镁合金压铸镁合金铸造技术TSINGHUA UNIVERSITY镁合金冷 室压铸机镁合金铸造技术TSINGHUA UN