鎂合金半固態(tài)成型技術(shù)

 

　　鎂是一種銀白色輕金屬，密度僅為1.74g/cm3，小于鋁的2/3，并且強(qiáng)度很高。早在二戰(zhàn)之前，它就成為最輕的高質(zhì)量金屬結(jié)構(gòu)材料，因為它適用于各種結(jié)構(gòu)，如飛機(jī)結(jié)構(gòu)。鎂在自然界中含量豐富，僅次于地殼中的鋁和鐵，是第三豐富的結(jié)構(gòu)金屬。目前，世界范圍內(nèi)鎂主要從菱鎂礦、白云石、鹽湖鹵水和海水中提取。我國菱鎂礦資源總量53億噸，白云石探明儲量40億噸以上。青海鹽湖有67.3億M3晶間鹵水，是我國重要的鎂冶煉資源。中國鎂資源蘊(yùn)藏量居世界首位。鎂合金主要用作合金添加劑，其次是鑄造和變形鎂合金，適用于結(jié)構(gòu)件，最后用于鋼鐵的脫硫。現(xiàn)在，世界上幾乎一半的鎂消耗是通過熔煉鋁合金消耗的。鎂合金由于成本原因，除了在航空航天領(lǐng)域外，一直沒有得到廣泛的應(yīng)用。近年來，為了降低能耗，保護(hù)環(huán)境，汽車工業(yè)一直關(guān)注輕質(zhì)鎂合金。鎂合金具有與鋁合金和鋼相近的高比強(qiáng)度和剛度，可降低車輛重量和燃料消耗。鎂合金具有良好的鑄造性能和尺寸穩(wěn)定性，加工容易，廢品率低，抗沖擊性能和阻尼性能好，在降噪、減振、安全和舒適性方面優(yōu)于鋁和鑄鐵。在汽車工業(yè)的帶動下，壓鑄鎂合金市場在過去十年中以15%的平均年增長率不斷擴(kuò)大。此外，鎂合金零件已廣泛應(yīng)用于手機(jī)外殼、筆記本電腦、先進(jìn)的視聽設(shè)備和數(shù)碼相機(jī)外殼中，充分發(fā)揮了鎂合金的輕量化、耐久性、減振、屏蔽、無磁等功能。目前，鎂合金生產(chǎn)和應(yīng)用的領(lǐng)域和應(yīng)用在不斷擴(kuò)大，方興未艾。

 

　　2、鎂合金流變成形技術(shù)

 

　　流變成形技術(shù)始于20世紀(jì)70年代，最初是由美國麻省理工學(xué)院的弗萊明斯教授領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組提出的。流變成形的基本原理是在凝固過程中攪拌熔體，從而改變凝固過程中的形核和生長規(guī)律。將攪拌熔體引入到成形設(shè)備中，得到的鑄件組織為細(xì)小均勻的等軸晶，而不是常規(guī)鑄造中的粗大枝晶。適用于流變成形的成形方法多種多樣，如連鑄、壓鑄、擠壓、鍛造、軋制等。隨著鎂合金壓鑄工業(yè)的快速發(fā)展，流變壓鑄技術(shù)顯示出良好的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的液態(tài)壓鑄件經(jīng)常存在氣孔，導(dǎo)致生產(chǎn)率低，零件不能通過熱處理提高其性能。流變壓鑄可以避免鑄件氣孔的形成，改善鑄件的性能，顯著提高生產(chǎn)效率。

 

　　3、雙螺旋流變成形技術(shù)

 

　　雙螺旋流制漿技術(shù)由布魯內(nèi)爾大學(xué)的Z.Fan發(fā)明，并申請多項國際專利。北京有色金屬研究總院與發(fā)明家合作，二次開發(fā)和應(yīng)用該技術(shù)。雙螺旋流制漿設(shè)備通過一對高速旋轉(zhuǎn)螺桿將高剪切速率的熔體混合。熔體經(jīng)攪拌處理后，通過壓鑄、擠壓和軋制直接加工。雙螺旋攪拌技術(shù)適用于多種鎂、鋁合金。具有連續(xù)熔融處理的能力。是目前流變成形中最成功的熔體處理技術(shù)。