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1、鎂合金基礎介紹 及案例探討華南檢測金屬 武俊偉1内 容鎂合金應用及特點 鎂合金物理特性 鎂合金結構/組織/成分/成型 鎂合金腐蝕性 表面處理類型 未來發展方向 案例介紹2鎂合金應用1). 結構材料 镁合金比强度高，在航空工业很受青睐； 镁合金最輕的結構金屬，汽车工业上主要用 于制造汽车方向盘，轮觳，座椅支架和变速 箱壳体等；3鎂合金應用镁合金零件重量轻，惯性小，在纺织和印刷行业 中用于高速运动的零部件； 能对电磁场进行一定程度的屏蔽是镁合金的特性 ，这个特性使得镁合金零件取代塑胶制品成为3C 产业中的新亮点。4鎂合金應用2). 非結構材料 镁可以作为铝合金，锌合金，铅合金等有色合金的 合金化元
2、素； 在制备镍合金和铜合金时可用做脱氧剂和脱硫剂； 球磨铸铁在浇铸前用镁做孕育剂； 在生产铍，锆，钛金属时用做还原剂； 利用电化学电位低的特点镁广泛应用在牺牲阳极和 电池极板工业。5鎂合金應用Prepared by international Magnesium association6鎂合金物理特性原子序數 12 熔點 650 密度 1.74g/cm3 標準電機電位(Mg2+/Mg) 2.37 Vnhe 密排六方結構 （a=0.320nm, c=0.520nm） 原子体积14.0cm3/mol7鎂合金結構8鎂合金結構9鎂合金成分主要合金元素: Al Zn Mn 主要合金元素: Zr Sn Y
3、 Th Be 雜質: Fe Ni Cu CoA - Al S - SiZ - Zn M - MnK - Zr T - SnQ - Ag C - CuX - Ca J - SrE- Rare earth10鎂合金成分11鎂合金組織12鎂合金組織13鎂合金成型工藝Die CastingSand Casting(1) Introduction of molten metal into a mold cavity; upon solidification, metal conforms to the shape of the cavity.14鎂合金成型工藝ForgingExtrusion(2) Bu
4、lk deformation processes that induce shape changes by plastic deformation under forces applied by tools and dies.15鎂合金分類化學成分 是否含Al: 含Al鎂合金，不含Al鎂合金 是否含Zr: 含Zr鎂合金，不含Zr鎂合金 主要合金：Mg-Al-Zn, Mg-Mn, Mg-Zn-Zr, Mg-RE-Zr等成型工藝 鑄造鎂合金(cast): 砂型鑄造(sand cast), 壓鑄(die cast) 變形鎂合金(wrought): 鍛造(wrought)，擠壓 (extruded)，
5、軋制(rolled)16鎂合金的腐蝕穩定區域不腐蝕區域爲何耐腐蝕性較差？1.很活潑；2.氧化膜保護性差17鎂合金的腐蝕如何提高？ 1.控制杂质含量發展高純鎂合金(AZ91D, AZ91E, AM60B)2.採用快速凝固擴大固溶度限制和細化晶粒Al content: RS (59%) semi-solid (3%) AC (2%)3.进行表面处理18鎂合金表面處理化學轉化膜鉻酸鹽，磷酸鹽，高錳酸鉀（加HF或HNO3)爲主的化學轉 化 膜層薄而軟，主要做中閒工序 陽極氧化以Mg或Mg合金為陽極，通外加電流在鎂件表面形成膜層 的過程； 大工件難得到均勻膜層； 有孔隙，膜層結合力較Al件差19鎂合金表
6、面處理微弧氧化利用微弧區瞬間高溫燒結作用直接在鎂合金表面原位生 長陶瓷膜； Mg基體/界面層/緻密層6070%/疏鬆層20%， 與基體結合牢固，結構緻密，耐磨，耐蝕，絕緣性佳20鎂合金表面處理 激光處理表面的快速融化與凝固，納秒脈衝内可產生1010/s的 冷卻速度 金屬表面改性形成亞結構固溶体 離子注入 高真空狀態下，加速的高能離子在高壓下以高速衝擊 要處理的樣品表面注入樣品内部的方法 形成亞穩態或平衡態表層合金或陶瓷埋入層21未來發展方向 6th international conference on Magnesium alloys and their applications，20022
7、2231. 專案背景n 在化成后表面即發現20%白點；n 鎂合金生産流程：鎂錠壓鑄-機加研磨（磁力震動）化成（Ca係和Mn係）烤漆。241. 專案背景機械加工壓鑄工程251. 專案背景毛邊研磨化成處理塗裝工程262. 分析步驟異常點樣品原始表面酒精擦拭后表面SEM + EDS 分析分析異常根源及嫌疑制程嫌疑制程驗證 （鹽霧，SEM + EDS）真因綜合分析，改善建議273. 分析結果化成后表面（1）283. 分析結果化成后表面（2）293. 分析結果化成后表面（2）專家指出：主要異物可能來源於磁力震動研磨制程304. 嫌疑制程驗證（1）314. 嫌疑制程驗證（2）324. 嫌疑制程驗證（3）未研磨磁力震動研磨后五級六級零級鹽 霧 試 驗 對 比嫌疑犯 = 真兇335. 改善措施根本原因改善方向建議改善内容磁力震動研 磨碎屑粘附 鎂件表面避免粘附碎屑其他方式研磨採用高強鋼針，避免 碎屑脫落 去除粘附碎屑化成前超音波震蕩化成前酸浸（2% H2SO4 15-30秒）3435
