时代骄子——镁合金(五)

2.镁合金零件的变形和成型；

目前，压铸镁合金产品的消耗量大于锻造镁合金产品，但锻造、挤压或轧制工艺生产的锻造镁合金产品具有铸造镁合金产品无法替代的较高强度、较好的延展性和优异性能。在IMA制定的镁合金发展和应用的三个阶段中，长期目标是发展变形镁合金及其新合金和新工艺。

镁合金可以通过轧制、挤压、冲压、热锻和超塑性成形进行加工。

1)滚动:

镁合金在室温下塑性低，难以轧制，所以热轧和温轧是首选。适用于轧制的镁合金牌号有镁锰系MBl、镁铝锌系MB8、AZ31B和镁锂系LAl41。可以生产厚、中、薄板。镁合金板用于制造外板(如门、盖板、挡泥板、顶板等)。)的汽车车身部件，这可以大大减轻重量。但是目前镁合金

镀金层的耐蚀性还存在一些问题，需要进一步开发和研究。这方面的工作意义重大。

2)挤压:

目前，镁合金管材、棒材、带材和型材主要通过挤压成型，因为挤压行业最适合于成型低塑性材料。大多数变形镁合金如AZ31B、ZM21、ZK60A、HK31都可以通过挤压来生产。挤压法生产的零件机械性能比压铸法生产的零件高得多，表面光洁，无需抛光，可用于汽车轴承零件，如座架、底盘架、轮毂、汽车窗框等。制造薄壁镁合金管件时，可以减小薄壁镁合金管件的横截面积，从而可以明显减轻薄壁镁合金管件的重量。

3)冲压:

镁合金一般不适合常温冲压；中压温度必须高于150℃。在175℃时，杯形镁合金板的拉伸比在225℃时可达到2.0和3.0，超过了铝合金和低碳钢的常温拉伸成形极限(分别为2.6和2.2)。德国大众公司开发了镁合金汽车板的热冲压技术，用于加工汽车门板。

4)等温锻造:

镁合金在室温下容易开裂，锻造温度必须在200 ~ 400℃之间。然而，镁合金在高温下会产生腐蚀氧化和粗大晶粒，特别是在400℃以上，锻造温度范围较窄。然而，镁合金的高导热率(约80 w/m c)几乎是钢的两倍。与模具接触后，温度迅速下降，塑性下降，抗变形能力增加，填充性能下降。因此，进行镁合金锻造

等温锻造难度更大，更适合。中国通过等温锻造工艺成功地形成了复杂的镁合金飞机上壳体。

5)超塑性成形:

镁合金塑性低，难以用常规变形方法加工。近年来，美国、日本等国的科学家对镁合金的超塑性成形技术进行了研究。研究表明，许多变形镁合金在一定条件下具有超塑性，可以一次成形复杂零件。表10显示了在合适的条件下AZ31、AZ612和ZK60的超塑性能。

AZ31、AZ61和ZK60在合适条件下的超塑性能

合金等级

产品状态

变形温度t (k)

应变率(S-1)

最大伸长率δ (%)

流变应力г(MpA)

AZ31

挤压棒材D25

723

1x10-5

596

2.10

AZ31

轧制钢板t1.5

648

6x10-5

200

15.50

AZ61

轧制板t0.6

723

1x10-5

401

1.18

AZ61

挤出片材t2

648

3x10-5

461

3.50

ZK60

挤压棒材D31

648

1x10-3

658

4.2

从以上数据可以看出，板材和棒材的最大延伸率均可达到200%以上，同时抗变形能力非常低，为成型加工提供了极为有利的条件。用很小的力就可以一次成型复杂的零件。但是，需要注意两点:(1)材料的晶粒尺寸应小于10μ，这需要一定量的预处理，如挤压、轧制等。打破原来的粒度。(2)应变速率较低，特别是AZ31、AZ61等AZ合金，不利于大规模生产。近年来，许多科学家致力于高应变率超塑性合金的研究，并取得了进展。

陈福喜等人研究了变形合金MB26，它是在MBl5(相当于ZK60A)中加入稀土元素钇形成的。它的特点是强度高、耐热性强、耐腐蚀性好。研究结果表明，MB26在250-480℃温度范围内应变速率为1.67×10-3-4.1×10-2S-1时具有超塑性，在350-450℃温度范围内具有良好的超塑性，最大伸长率大于520%，400℃应变速率为1.17×10-2S-1。最大延伸率达到1450%，流变应力仅为8.7兆帕，应变率敏感指数m=0.6，应变率比ZK60A高10倍，最大延伸率提高一倍以上。

镁合金超塑性成形是一种很有前途的成形方法，它不仅简化了成形过程，而且可以生产出力学性能好、尺寸精度高、表面光滑的产品，特别适合汽车工业。

镁合金的研究、开发和工业应用方兴未艾。它不仅显示出许多符合现代技术发展要求的优点，而且提出了一系列需要进一步研究和解决的问题，以不断扩大其应用范围，前景广阔，工作繁重。