鎂合金

鎂合金

鎂合金以鎂為基加入其他元素組成的合金。其特點是:密度小,比強度高,彈性模量大,消震性好,承受衝擊載荷能力比鋁合金大,耐有機物和鹼的腐蝕性能好。主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金,其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金。主要用於航空、航天、運輸、化工、火箭等工業部門。按成型方法分為變形鎂合金和鑄造鎂合金兩類。作為有色金屬合金行業的子行業,鎂合金行業在中國製造工業的的升級過程中得到實惠。作為資金、材料密集型行業,原材料價格的穩定和較低水平、鑄造件行業的整合集中、技術研發的進步等都將較為有利於鎂合金行業的發展,市場較為看好。

基本信息

物質簡介

鎂合金鎂合金
鎂是一種銀白色的輕金屬,還不到鋁的2/3,而鎂合金的強度又很高,早在二戰前即以其在多種結構(如飛機結構件)上的適用性,而成為最輕的優質金屬結構材料。自然界鎂的賦存十分豐富,是地殼中僅次於鋁、鐵,是第三個豐度最高的結構金屬。全球主要從菱鎂礦、白雲石、鹽湖滷水和海水中提取金屬鎂。中國的菱鎂礦資源總量為53億噸,白雲石已探明儲量40億噸以上。青海鹽湖也是中國重要的煉鎂資源。中國鎂資源的現有儲量居世界首位。
金屬鎂的首要用途是用作合金添加元素;其次是製造適於作結構件的鑄造和變形鎂合金;最後是用於鋼鐵脫硫。目前熔煉鋁合金幾乎占去了全球鎂用量的半壁河山。鎂合金作為結構件使用,在過去除在航空航天領域套用外,由於成本原因,沒有像鋁合金那樣得以廣泛套用。為解決降低能耗和環保問
鎂合金鎂合金
題,汽車工業把目光投向使其輕量化的鎂合金。鎂合金能減輕車重和降低燃油消耗,比強度高、比剛度接近於鋁合金和鋼,良好的鑄造性能和尺寸的穩定性、易加工、廢品率低,抗衝擊、阻尼性能好、在降低噪聲、減輕振動、安全和舒適方面優於鋁和鑄鐵
在汽車工業的推動下,壓鑄鎂合金在過去十年內,以年均15%的增長速度在不斷擴大市場。此外手機外殼、手提電腦、高級視聽設備及數位相機的外殼中已廣泛使用鎂合金零部件,充分發揮鎂合金質輕、耐用、減振、禁止無磁性等功能。鎂合金生產與套用的領域和用途不斷拓展,大有方興未艾之勢

物質性質

鎂合金鎂合金
鎂合金的特點:在實用金屬中是最輕的金屬,鎂的比重大約是的2/3,是鐵的1/4。它是實用金屬中的最輕的金屬,高強度,高剛性。
套用範圍:鎂合金廣泛用於攜帶式的器械和汽車行業中,達到輕量化的目的。
鎂合金的比重雖然比塑膠重,但是,單位重量的強度和彈性率比塑膠高,所以,在同樣的強度零部件的情況下,鎂合金的零部件能做得比塑膠的薄而且輕。另外,由於鎂合金的比強度也比鋁合金和鐵高,因此,在不減少零部件的強度下,可減輕鋁或的零部件的重量。
套用範圍:手機電話,筆記本電腦上的液晶螢幕的尺寸年年增大,在它們的枝撐框架和背面的殼體上使用了鎂合金。
傳熱性:雖然鎂合金的導熱係數不及鋁合金,但是,比塑膠高出數十倍,因此,鎂合金用於電器產品上,可有效地將內部的熱散發到外面。
套用範圍:在內部產生高溫的電腦和投影儀等的外殼和散熱部件上使用鎂合金。電視機的外殼上使用鎂合金可做到無散熱孔。
電磁波禁止性:鎂合金的電磁波禁止性能比在塑膠上電鍍禁止膜的效果好,因此,使用鎂合金可省去電磁波禁止膜的電鍍工序。
套用範圍:在手機電話的殼體和禁止材料上使用了鎂合金。
機械加工性能:鎂合金比其他金屬的切削阻力小,在機械加工時,可以較快的速度加工。
耐凹陷性好:鎂合金與其他金屬相比抗變形力大,由衝撞而引起的凹陷小於其他金屬。
對振動衝擊的吸收性:由於鎂合金對振動能量的吸收性能好,使用在驅動和傳動的部件上可減少振動。另外,衝擊能量吸收性能好,比鋁合金具有更好的延伸率的鎂合金,受到衝擊後,能吸收衝擊能量而不會產生斷裂。
套用範圍:在硬碟驅動器的讀出裝置等的振動源附近的零件上使用鎂合金。若在風扇的風葉上使用鎂合金,可減小振動達到低騷音。此外,為了在汽車受到撞擊後提高吸收衝擊力和輕量化,在方向盤和坐椅上使用鎂合金。
抗蠕變性能:鎂隨著時間和溫度的變化在尺寸上蠕變少。
再生:鎂合金與塑膠不同,它可以簡單地再生使用且不降低其機械性能,而塑膠很難在不降低其機械性能再生使用。鎂合金與其他金屬相比,熔點低,比熱小,在再生熔解時所消耗的能源是新材料製造所消耗的能源的4%。

行業發展

得益於中國汽車工業和3C等行業的轉型升級及其中國經濟地位的顯著提升,鎂合金行業令市場看好。其中,汽車行業的輕量化,環保化需求,尤其是新能源汽車的發展,以及鎂合金研發技術和回收利用技術的不斷進步,對促使鎂合金的廣泛套用將是利好訊息。
《中國鎂合金行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告前瞻》預計,2015年,國內汽車用鎂合金將達到68kg/輛,而同期我國汽車銷量將突破2800萬輛,乘用車銷量將達到1960萬輛,自主品牌汽車企業通過產業兼併、技術研發和市場渠道開拓等因素作用,銷量將突破1000萬輛。
與此同時,鎂合金在醫藥化工和航空航天工業領域的套用也將得到成長。由於下游終端汽車消費市場的穩步增長,預計2015年,全球鎂合金市場為600萬噸,年均複合增長率(CAGR)為20%-25%(其中包含了交通工具、3C、航空航天和醫藥化工領域鎂合金的套用)。
此外,作為有色金屬合金行業的子行業,鎂合金行業在中國製造工業的的升級過程中得到實惠。作為資金、材料密集型行業,原材料價格的穩定和較低水平、鑄造件行業的整合集中、技術研發的進步等都將較為有利於鎂合金行業的發展,市場較為看好。

物質種類

1、合金名稱
鎂合金的合金名稱是以主要添加合金元素及其百分比來取名。
2、主要合金的成分(ASTM規格)
合金名稱MgAlZnMnSiCuNiFe
AZ91Dbal.8.5-9.50.45-0.900.17-0.4<=0.05<=0.025<=0.001<=0.004
AM60Bbal.5.6-6.4<=0.200.26-0.5<=0.05<=0.008<=0.001<=0.004
AM50Abal.4.5-5.3<=0.200.28-0.5<=0.01<=0.008<=0.001<=0.004
AS41Bbal.3.7-4.8<=0.100.35-0.600.6-1.4<=0.015<=0.001<=0.0035
3、主要合金的特徵和套用範圍
合金名稱特徵套用範圍
AZ91D強度高且耐腐蝕性好電器產品的殼體等
AM60B延伸率和抗衝擊力大汽車上的方向盤和坐椅等
AM50A延伸率和抗衝擊力大汽車上的方向盤和坐椅等
AS41B抗蠕變性能好汽車上的減速箱等

專利技術集

電弧爐一步法冶煉稀土矽鐵鎂合金的工藝方法
鋁、鎂合金的固溶或均勻化熱處理方法
鎂合金的表面處理方法
鎂合金加工專用模具
鎂合金在噴灌設備上的套用
鎂合金在製做合金門窗及其型材方面的套用
耐熱阻燃壓鑄鎂合金及其熔煉鑄造工藝
合金鍛造成型新工藝
鎂合金的熔煉方法
含有鋁的鎂合金用化成處理液、高耐蝕性表面處理鎂合金製品及其製造方法
高耐腐蝕性表面處理鎂合金製品及其製造方法
鋁鎂合金電纜橋架型材
鋁鎂合金電纜橋架
披覆有色彩薄膜的鎂合金產品
鋁鎂合金電纜橋架型材
筆記本電腦鋁鎂合金外殼碳纖維的補強制法
高強度鎂合金及其製備方法
鎂合金專用水平連鑄機
一種鎂合金生產工藝
一種鎂合金熔煉阻燃保護的方法
鎂合金表面處理工藝
鎂合金表面處理方法
鎂合金的表面處理方法及鎂合金構件
鎂及鎂合金環保型陽極氧化電解液及其套用
一種用於製備鎂合金錠料的方法
一種鎂合金粒的製備方法及其產品
鎂合金薄壁鑄造的壓鑄方法
鎂合金鎂合金
汽車用多元耐熱鎂合金及其熔鑄工藝
一種製備超細晶粒組織變形鎂合金的方法
低成本耐熱鎂合金
鎂合金凝固過程表面合金化工藝
模鑄鎂合金
熱裂傾向性固溶強化高強度鑄造鎂合金
低熱裂傾向性高強度壓鑄鎂合金
鎂合金成形品及其製造方法
用濕式噴砂機處理鎂合金表面的方法
鎂合金精煉劑及生產方法
鎂合金成形品的塗覆結構及塗覆方法、以及該塗覆結構作為外包裝部件的套用
鎂合金屑專用銑床
一種電磁泵充型的鎂合金低壓鑄造系統
鎂合金屑數控專用銑床
大跨距鋁鎂合金橋架型材
鋁鎂合金防腐塗層
下流式高純度鎂和鎂合金熔煉坩鍋
壓流式高純度鎂和鎂合金熔煉坩鍋
通過加鈣-鎂合金從熔融鉛中除去鉍的方法
基於醯胺的防凍劑濃縮物以及用於保護鎂和鎂合金的含這些濃縮物的冷卻劑組合物
鎂和/或鎂合金制部件的製造方法
鎂合金壓鑄機熔爐結構
無助熔鎂合金廢料回收爐結構及其回收系統
用於鎂合金的化學轉化試劑、表面處理方法和鎂合金基質
抗蠕變鎂合金
鎂合金散熱器片及其製造方法
鎂合金安全氣囊方向盤骨架
鎂合金鎂合金
一種用於鎂合金的複合阻燃變質工藝
鎂合金表面多元複合氧化物膜的氧化處理方法
鎂合金消失模鑄造阻燃塗料及其製備方法 
鋅鋁銅鎂合金絲
鎂合金表面複合陶瓷質膜和生成方法
廢鎂合金真空回收工藝及設備
鎂合金固態衝壓成型工藝方法
爐內加熱固態擴散鎂或鎂合金製品表面合金化方法
一種新型耐蝕鋅基稀土鋁鎂合金負極材料
鎂合金安全帽或頭盔及其製備方法
具有高耐蝕性的鎂合金和鎂合金元件
一種傾轉式鎂合金熔煉爐澆注裝置
高延展性鎂合金材料的製造方法
鎂合金無鉻化學轉化膜製備方法及所用成膜溶液
強韌阻燃鎂合金
及鎂合金造粒的方法
一種鎂合金的製備方法
鎂合金輪轂壓力鑄造裝置及其方法
一種鑄造輪轂的鎂合金及其熔煉與成型方法
一種鎂合金用細化劑及其製備方法
鎂合金金屬型鑄造塗料及製備方法
鎂合金除鐵熔劑及其生產方法
鎂合金熔煉爐
鎂合金廢舊料再生工藝
鎂合金超音波陽極氧化方法
銅鎂合金絞線的製造方法
高鎂合金包芯線的芯劑及芯線的製作工藝
流動性優異的鎂合金及其材料
熱軋用鎂合金板的製造方法及鎂合金的熱軋方法
鎂合金板材加工方法及專用裝置
鎂合金上化學鍍鎳的方法
鎂合金專用泡沫陶瓷過濾器製備方法
鎂合金表面均勻聚苯胺薄膜的製備方法
大型重熔鎂及鎂合金產品防止收縮裂紋的方法
鎂合金除矽熔劑及生產方法
鎂合金型材毛坯、其連續鑄造方法及連續鑄造裝置
一種鎂及鎂合金錠的澆注方法
用於機車發動機上的鎂合金左後蓋
除塗層的方法、製備再生鎂合金的方法和再生塗料的方法
用於機車發動機上的鎂合金左前蓋
用於機車發動機上的鎂合金右曲軸箱蓋
鎂合金板材熱衝壓裝置
一種鎂及鎂合金錠的澆注設備
臥式冷室鎂合金壓鑄機

物質用途

鎂合金會掉漆

鎂合金活性很高,如果製件表面沒有處理完全,如鈍化效果較差時,不可以塗裝油漆。鎂合金與油漆中的氧很容易結合,形成疏鬆的輕質氧化鎂;或油漆質量不高,潮濕的空氣進入空隙後,直接與鎂合金反應,生成氫氧化鎂,這些產物類似建築物的混凝土和磚表面析出的鹼性白霜一樣,產物析出數量多時,體積膨脹,即可將漆膜頂破。在生產中遇到的這種問題非常多,南方天氣潮濕,問題更嚴重。所以複雜零件的處理,均以溶液浸泡方式為宜,如化學鈍化、電化學鈍化、電鍍和微弧氧化等,以微弧氧化處理的品質最高,其他各種噴塗、離子濺射、氣相沉積等,具有一定的方向性,處理表面不完全。

鎂合金相對比強度(強度與質量之比)最高。比剛度(剛度與質量之比)接近鋁合金和鋼,遠高於工程塑膠。在彈性範圍內,鎂合金受到衝擊載荷時,吸收的能量比鋁合金件大一半,所以鎂合金具有良好的抗震減噪性能。鎂合金熔點比鋁合金熔點低,壓鑄成型性能好。鎂合金鑄件抗拉強度與鋁合金鑄件相當,一般可達250MPA,最高可達600多Mpa。屈服強度,延伸率與鋁合金也相差不大。
鎂合金還個有良好的耐腐蝕性能,電磁禁止性能,防輻射性能,可做到100%回收再利用。鎂合金件穩定性較高壓鑄件的鑄造行加工尺寸精度高,可進行高精度機械加工。鎂合金具有良好的壓鑄成型性能,壓鑄件壁厚最小可達0.5mm。適應製造汽車各類壓鑄件。鎂合金在汽車上最早的套用是三十年代英國倫敦城市公交的曲軸連桿箱體鑄造件。在那個時期,生產出50多萬件拖拉機變速箱殼體,而且至今仍在生產。在汽車動力系中,鎂的套用數量最大的公司是大眾汽車公司。這些部件的重為17公斤,比它所替代的鑄鐵件要輕50斤。
隨著市場對鎂產品需求套用領域的不斷拓寬,從航空、航天、汽車零部件、鋼鐵脫硫、合金壓鑄件、3C產品的廣泛套用,到民用產品的不斷研發,以及鎂合金技術的進一步研究,鎂產品的發展愈來愈顯現出它獨特的不可替代的優點。同時由於鎂合金較好的加工性能、較強的機械性能、重量輕、韌性好禁止性好,特別是具有極強的回收性能,越來越受到人們的青睞。中國六大鎂合金基地建設已經初具規模,形成了重慶—鎂合金汽車、機車製造,青島—信息和通信產品開發,上海—汽車工業套用,深圳—鎂合金壓鑄設備,遼寧—氧化鎂及鎂礦開發,寧夏—鹽湖鎂資源開發布局。

產品優點

優點:①密度小,比鋁輕1/3,其比強度(抗拉強度與密度之比值)較鋁合金高;②疲勞極限高;③能比鋁合金承受較大的衝擊載荷;④導熱性好;⑤鑄造性能好;⑥尺寸穩定性好;⑦易回收;⑧有良好的切削加工性;⑧有較好的減振性能;⑩在諸多方面比工程塑膠優越,可替代工程塑膠;@在煤油、汽油、礦物油和鹼類中的耐蝕性較高等。

加工注意

鎂及其合金對氧具有很高的化學親和力,特別是在熔化和碎屑、粉塵狀態下,更增加了與氧接觸表面,當加熱溫度達到400℃~430℃以上就有產生燃燒爆炸的危險。
所以:
(1)鎂及鎂合金機械加工主要防火安全要求:加工時最好與黑色金屬加工分開,設在單獨的隔離內:為了避免摩擦發熱,避免碎硝粉塵,應儘量選用大前、后角、大排屑槽的鋒利刀具,選用大走刀量和大切削深度,切削進給結束要立即退刀;不得使用含水份的冷卻液,切屑時應及時清除並存放在指定地點,不得與其它切屑混在一起;切屑起火可用乾砂撲滅,切不可用水。
(2)鎂合金熔化防火安全要求:鎂合金熔化不僅容易引起燃燒,而且使用氟化物作熔劑腐蝕相當嚴重。因此鎂合金的熔化,澆鑄應在一、二級耐火等級具有特殊抗腐蝕措施的單獨廠房,熔化和澆鑄地方不準敷設蒸氣和水管,用水浸潤坩鍋應在有防火隔牆的單獨房間;熔化鎂合金是在溶劑層下進行的。熔劑形成熔融狀隔膜,使熔融的鎂合金與空氣隔離,防止氧化燃燒;在砌爐襯或修爐時,不要使用水玻璃或其它矽酸鹽和矽磚,因為萬一發生坩鍋燒穿時,熔融的鎂合金與其作用可能發生爆炸,應保證坩鍋製造質量,定期檢查和清除氧化皮,如底部厚度減薄超過原有50%應予報廢,發現坩鍋外壁有乾枯熔劑,即表明已有滲漏,應報廢;坩鍋開始有滲漏現象,即發現爐膛內產生白煙,應立即停止加溫查明原因,如煙霧急劇增加、應立即將鎂合金熔液掏出或將坩鍋吊起,注入乾燥並經過予熱的槽子或鎂模內;在撲滅熔融或坩鍋燒穿流入爐膛內的鎂合金必須用鎂合金專用滅火劑,如發生小型燃燒,也可用鎂合金型砂撲滅。注意切不可用砂子,因為砂中的二氧化矽與燃燒的鎂起反應,會放出大量的熱,反而促使鎂的燃燒。
(3)鎂合金焊接、熱處理的防火安全要求:鎂合金焊接、熱處理在預熱和加熱前應除去零件上的毛邊和鎂合金碎硝,零件不得和加熱爐的電阻絲直接接觸,在鹽爐內進行熱處理時嚴格控制溫度,一般不應超過430℃。

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