第一篇：鎂合金總結(jié)報告

鎂合金總結(jié)報告

班級：材料學(xué)號：姓名：韋春陽

08A—2 08108010232 摘要：鎂合金是最輕的工程結(jié)構(gòu)材料，具有密度低、比強度和比剛度高等特點，被廣泛應(yīng)用于汽車、電子等領(lǐng)域，要擴大鎂合金的應(yīng)用范圍，提高其力學(xué)性能是十分重要的一項十分關(guān)鍵因素。

關(guān)鍵詞：發(fā)展史

鎂合金系

AZ91鎂合金

一、鎂合金簡介

鎂合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金。其特點是：密度?。?.8g/cm3鎂合金左右），比強度高，彈性模量大，散熱好，消震性好，承受沖擊載荷能力比鋁合金大，耐有機物和堿的腐蝕性能好。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。主要用于航空、航天、運輸、化工、火箭等工業(yè)部門。在實用金屬中是最輕的金屬，鎂的比重大約是鋁的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。

二、鎂的工業(yè)發(fā)展史發(fā)展史

鎂是地殼中含量最豐富的元素之一，其豐度居第8位，約占地殼組成的2.5％，主要以白云石(碳酸鎂鈣)、菱鎂礦存在，此外，海水中含鎂約0.13％，可謂取之不盡，但人類認(rèn)識鎂卻較晚.1828年法國科學(xué)家A．A．Bussy用金屬鉀將鎂從熔融的氧化鎂中置換出來。

1852年R．Bunsen建立了一個小型實驗電解槽用電解法生產(chǎn)鎂。

1886年以Bunsen的電解槽為基礎(chǔ)，在德國建立了首個商業(yè)性電解鎂廠。

1910年世界鎂產(chǎn)量約10t／a，到1930年增長到1200t／a以上。二戰(zhàn)期間鎂工業(yè)獲得了飛速發(fā)展，從1935年開始，德、法、蘇、奧、意等國分別建立了鎂廠，美國的鎂產(chǎn)能擴大了10倍，1943年世界鎂產(chǎn)量約為235kt／a。

1943年世界鎂產(chǎn)量約為235kt／a。此期間鎂主要用來制造燃燒彈、照明彈、曳光彈、信號彈以及軍事和飛機等軍用設(shè)備的零部件。

二戰(zhàn)結(jié)束后，1946年世界鎂產(chǎn)量降低到25kt／a，世界各國開始考慮鎂合金在民用工業(yè)的開發(fā)和應(yīng)用，在以后的20年中，美國Dow化學(xué)公司在開發(fā)鎂合金及其生產(chǎn)技術(shù)方面取得了突出的成就，為鎂及其合金在冶金、航空、電子、兵器、汽車、化學(xué)及防腐、印刷、紡織等民用工業(yè)部門的應(yīng)用開辟了道路，使鎂工業(yè)出現(xiàn)了連續(xù)增長的勢頭，實際上從二戰(zhàn)結(jié)束以來年均增長率在7％左右，現(xiàn)在世界上鎂產(chǎn)能已達到550kt／a，2000年實際產(chǎn)量為430kt。

三、鎂合金系的劃分

四、Mg-Zn 鎂合金系特點

五、熔煉鎂合金的生產(chǎn)工藝流程

六、熔煉鎂合金的反射爐結(jié)構(gòu)

1—爐殼

2—爐底

3—溜口

4—爐子拱蓋

5—加料孔

6—燃燒嘴

7—移動式小車

8—支柱托輥和爐子傾斜托輥

七、AZ91鎂合金劑熔煉法

八、鎂合金的應(yīng)用

在航天的應(yīng)用

鎂合金是航空器、航天器和火箭導(dǎo)彈制造工業(yè)中使用的最輕金屬結(jié)構(gòu)材料。鎂的重量比鋁輕，比重為1.8，強度也較低，只有200～300兆帕(20～30公斤/毫米2)，主要用于制造低承力的零件。鎂合金在潮濕空氣中容易氧化和腐蝕，因此零件使用前，表面需要經(jīng)過化學(xué)處理或涂漆。德國首先生產(chǎn)并在飛機上使用含鋁的鎂合金。鎂合金具有較高的抗振能力，在受沖擊載荷時能吸收較大的能量，還有良好的吸熱性能，因而是制造飛機輪轂的理想材料。鎂合金在汽油、煤油和潤滑油中很穩(wěn)定，適于制造發(fā)動機齒輪機匣、油泵和油管，又因在旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運動中產(chǎn)生的慣性力較小而被用來制造搖臂、襟翼、艙門和舵面等活動零件。民用機和軍用飛機、尤其是轟炸機廣泛使用鎂合金制品。例如，B-52轟炸機的機身部分就使用了鎂合金板材635公斤，擠壓件90公斤，鑄件超過200公斤。鎂合金也用于導(dǎo)彈和衛(wèi)星上的一些部件，如中國“紅旗”地空導(dǎo)彈的儀表艙、尾艙和發(fā)動機支架等都使用了鎂合金。中國稀土資源豐富，已于70年代研制出加釔鎂合金，提高了室溫強度，能在300°C下長期使用，已在航空航天工業(yè)中推廣應(yīng)用。

目前,鎂合金在汽車上的應(yīng)用零部件可歸納為2類。

(1)殼體類。如離合器殼體、閥蓋、儀表板、變速箱體、曲軸箱、發(fā)動機前蓋、氣缸蓋、空調(diào)機外殼等。

(2)支架類。如方向盤、轉(zhuǎn)向支架、剎車支架、座椅框架、車鏡支架、分配支架等。

根據(jù)有關(guān)研究,汽車所用燃料的60%是消耗于汽車自重,汽車自重每減輕10%,其燃油效率可提高5%以上;汽車自重每降低100 kg,每百公里油耗可減少0.7 L左右,每節(jié)約1 L燃料可減少CO2排放2.5 g，年排放量減少30%以上。所以減輕汽車重量對環(huán)境和能源的影響非常大，汽車的輕量化成必然趨勢。

手機電話，筆記本電腦上的液晶屏幕的尺寸年年增大，在它們的枝撐框架和背面的殼體上使用了鎂合金。

雖然鎂合金的導(dǎo)熱系數(shù)不及鋁合金，但是，比塑料高出數(shù)十倍，因此，鎂合金用于電器產(chǎn)品上，可有效地將內(nèi)部的熱散發(fā)到外面。

在內(nèi)部產(chǎn)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。電磁波屏蔽性:鎂合金的電磁波屏蔽性能比在塑料上電鍍屏蔽膜的效果好，因此，使用鎂合金可省去電磁波屏蔽膜的電鍍工序。

在硬盤驅(qū)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(fēng)扇的風(fēng)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后提高吸收沖擊力和輕量化，在方向盤和坐椅上使用鎂合金。

九、鎂合金的防腐蝕方法

1、化學(xué)轉(zhuǎn)化處理

鎂合金的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜按溶液可分為：鉻酸鹽系、有機酸系、磷酸鹽系、KMnO4系、稀土元素系和錫酸鹽系等。

傳統(tǒng)的鉻酸鹽膜以Cr為骨架的結(jié)構(gòu)很致密，含結(jié)構(gòu)水的Cr則具有很好的自修復(fù)功能，耐蝕性很強。但Cr具有較大的毒性，廢水處理成本較高，開發(fā)無鉻轉(zhuǎn)化處理勢在必行。鎂合金在KMnO4溶液中處理可得到無定型組織的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，耐蝕性與鉻酸鹽膜相當(dāng)。堿性錫酸鹽的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理可作為鎂合金化學(xué)鍍鎳的前處理，取代傳統(tǒng)的含Cr、F或CN等有害離子的工藝?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化膜多孔的結(jié)構(gòu)在鍍前的活化中表現(xiàn)出很好的吸附性，并能改鍍鎳層的結(jié)合力與耐蝕性。

有機酸系處理所獲得的轉(zhuǎn)化膜能同時具備腐蝕保護和光學(xué)、電子學(xué)等綜合性能，在化學(xué)轉(zhuǎn)化處理的新發(fā)展中占有很重要的地位。

化學(xué)轉(zhuǎn)化膜較薄、軟，防護能力弱，一般只用作裝飾或防護層中間層。

2、陽極氧化

陽極氧化可得到比化學(xué)轉(zhuǎn)化更好的耐磨損、耐腐蝕的涂料基底涂層，并兼有良好的結(jié)合力、電絕緣性和耐熱沖擊等性能，是鎂合金常用的表面處理技術(shù)之一。

傳統(tǒng)鎂合金陽極氧化的電解液一般都含鉻、氟、磷等元素，不僅污染環(huán)境，也損害人類健康。近年來研究開發(fā)的環(huán)保型工藝所獲得的氧化膜耐腐蝕等性能較經(jīng)典工藝Dow17和HAE有大程度的提高。優(yōu)良的耐蝕性來源于陽極氧化后Al、Si等元素在其表面均勻分布，使形成的氧化膜有很好的致密性和完整性。

一般認(rèn)為氧化膜中存在的孔隙是影響鎂合金耐蝕性能的主要因素。研究發(fā)現(xiàn)通過向陽極氧化溶液中加入適量的硅-鋁溶膠成分，一定程度上能改善氧化膜層厚度、致密度，降低孔隙率。而且溶膠成分會使成膜速度出現(xiàn)階段性快速和緩慢增長，但基本上不影響膜層的X射線衍射相結(jié)構(gòu)。

但陽極氧化膜的脆性較大、多孔，在復(fù)雜工件上難以得到均勻的氧化膜層。

3、激光處理

激光處理主要有激光表面熱處理和激光表面合金化兩種。

激光表面熱處理又稱為激光退火，實際上是一種表面快速凝固處理方式。而激光表面合金化是一種基于激光表面熱處理的新技術(shù)。激光表面合金化能獲得不同硬度的合金層，具有冶金結(jié)合的界面。利用激光輻照源的熔覆作用在高純鎂合金上還可制得單層和多層合金化層。

采用寬帶激光在鎂合金表面制備Cu-Zr-Al合金熔覆涂層時，由于涂層中形成的多種金屬間化合物的增強作用，使合金涂層具有高的硬度、彈性模量、耐磨性和耐蝕性。而由于稀土元素Nd的存在，在經(jīng)過激光快速熔凝處理之后得到的激光多層涂敷，晶粒得到明顯細(xì)化，能提高熔覆層的致密性和完整性。

激光處理能處理復(fù)雜幾何形狀的表面，但鎂合金在激光處理時易發(fā)生氧化、蒸發(fā)和產(chǎn)生汽化、氣孔以及熱應(yīng)力等問題，設(shè)計正確的處理工藝至關(guān)重要。

4、其他表面處理技術(shù)

離子注入是在高真空狀態(tài)下，在十至數(shù)百KV電壓的靜電場作用下，經(jīng)加速的高能離子(Al、Cr、Cu等)以高速沖擊要處理的表面而注入樣品內(nèi)部的方法。注入的離子被中和并留在樣品固溶體的空位或間隙位置，形成非平衡表面層。

有研究認(rèn)為耐蝕性能的提高是由于自然氧化物的致密化、注入離子的輻射和形成鎂的氮化物的結(jié)果。所得改性層的性能與所注入離子的量和改性層的厚度有關(guān)，而基體表面的MgO對改性層的耐蝕性能的提高也有一定的促進作用。

氣相沉積即蒸發(fā)沉積涂層，有物理氣相沉積(PVD)和化學(xué)氣相沉積(CVD)兩種。它是利用能使鎂合金中的Fe、Mo、Ni等雜質(zhì)含量大幅度降低，同時利用涂層覆蓋基體的各種缺陷，避免形成局部腐蝕電池，從而達到改善防腐性能的目的。

十、鎂合金生產(chǎn)火災(zāi)預(yù)防及撲救對策

1、鎂合金切削工藝的火災(zāi)危險性

（1）鎂屑性質(zhì)活潑,高溫下極易燃燒。鎂合金切削過程中,鎂屑切口處大部分是未氧化的鎂和鎂合金。由于金屬鎂屬一級遇濕易燃品,著火點及最小引燃能量低,加之切屑薄而小,比表面積大,因此高溫環(huán)境下在空氣中極易燃燒。

（2）高速切削時會產(chǎn)生高溫,引燃鎂屑。機械加工時,為充分發(fā)揮刀具的切削性能,提高生產(chǎn)效率和工件質(zhì)量,一般要求較高的切削速度。而高速度的切削往往會使金屬切屑的溫度高達700°C~ 1 000°C,當(dāng)缺乏冷卻液的有效供應(yīng)時,高溫將足以引燃鎂屑起火。（3）鎂屑燃燒溫度高,火災(zāi)蔓延速度快,撲救難度大。鎂一旦發(fā)生火災(zāi),其燃燒溫度可達3 000°C,燃燒熱值高達25 121 kJ/kg。當(dāng)鎂屑呈粉狀時與空氣混合遇火能發(fā)生爆炸。此外,由于鎂高溫時遇水可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放出氫氣,故金屬鎂火災(zāi)中,水、泡沫、四氯化碳等滅火劑都受到限制,干粉、鹵代烷滅火劑的滅火效果亦不明顯,撲救難度大。

2、鎂合金切削加工工藝火災(zāi)預(yù)防

（1）控制好切削速度。切削熱的產(chǎn)生與切削速度呈同比例增長,因此切削速度對切削溫度影響極大。在實際工作中我們發(fā)現(xiàn),不同的切削速度產(chǎn)生的切削熱會使切屑的表面氧化膜顏色發(fā)生變化。因此,通過不同切削速度下的鎂合金切削氧化膜顏色,便可估算出安全的車床主軸轉(zhuǎn)速。

（2）正確選擇切削液。除非機械構(gòu)造本身限制,在鎂合金切削加工時應(yīng)始終充分供應(yīng)切削液以及時降低切屑溫度。考慮到鎂的化學(xué)特性,切削液的選擇應(yīng)避免采用可燃、具有強氧化性及含水量較高的液體,從而防止冷卻液遇高溫鎂屑燃燒或反應(yīng)放熱起火。

（3）強化易燃、可燃物品的監(jiān)管。冷加工切削過程中使用的潤滑油及精密機床使用的液壓油、導(dǎo)軌油、主軸油等大多為可燃液體,而且一般儲油量都較大,如普通機床液壓油約有20 kg~70 kg。所以日常工作中應(yīng)加強設(shè)備的檢修與維護,保持機床完好,嚴(yán)防漏油。對清潔機床后遺留的油抹布、油棉紗等,應(yīng)及時清理,并與鎂屑相隔離。

3、鎂屑火災(zāi)的撲救

（1）嚴(yán)禁使用水、泡沫、四氯化碳、二氧化碳滅火劑撲救。（2）對已燃金屬鎂屑應(yīng)選用D級滅火器。如7150、D類干粉、干砂等,考慮到目前國內(nèi)市場上7150、D類干粉滅火器并不常見,而干砂對機床(特別是精密機床)損壞大,根據(jù)實際可就地取材選用75 %~80 %的覆蓋熔劑粉加20 %~25 %硫磺粉經(jīng)混合制成的撒粉熔劑灌裝在手提干粉滅火器中進行滅火,效果明顯。

（3）撲救鎂屑火災(zāi)時,應(yīng)使滅火器噴嘴與起火鎂屑間保持一定距離,以盡量減少滅火器噴射過程中對鎂屑的沖擊作用,防止鎂屑擴散形成爆炸性混合物。

十一、鎂合金的發(fā)展前景

進入21世紀(jì)，鎂的最大也是最為持久的熱點是作為汽車、筆記本電腦、手提電話及電視機零件上鎂合金壓鑄件的使用。我國將從兩個大的方面來發(fā)展鎂合金的應(yīng)用，一是3C產(chǎn)品及其它輕工消費產(chǎn)品，另一方面是電動車及汽車零件。鎂合金有4個主要系列：Mg-Al-Zn-Mn(AZ系列)，Mg-Al-Mn(AM系列)，Mg-Al-Si(AS系列)，Mg-Al-稀土(AE系列)，它們各具特有的使用性能，能滿足多種功能的需要，將會得到廣泛應(yīng)用。

第二篇：鎂合金安全培訓(xùn)教材

鎂合金壓鑄及機加工過程中的安全培訓(xùn)教材

前言

隨著鎂合金壓鑄的興起與發(fā)展，鎂合金壓鑄企業(yè)越來越多，鎂金屬火災(zāi)一直以來是目前全國，乃至全世界消防處置的難題之一，這些火災(zāi)的情況十分復(fù)雜，稍有不慎，極易造成人員傷亡。我國的《建筑設(shè)計防火規(guī)范》在生產(chǎn)加工和儲存物品的火災(zāi)危險性分類中，將鎂加工企業(yè)列為乙類，即鎂粉/鎂屑為易燃物質(zhì)，燃燒產(chǎn)生的爆炸性氣體H2又極有可能發(fā)展為爆炸事故。

在鎂合金生產(chǎn)經(jīng)營中如不重視安全生產(chǎn)，將會釀成毀滅性的災(zāi)難。例如1964年，我國某廠的鎂爐發(fā)生爆炸，不僅整個生產(chǎn)線化為灰燼，而且當(dāng)時燒死4人、燒傷多人，造成重大的人身和財產(chǎn)損失。又如2001年3月20日西班牙Dalphimetal公司（生產(chǎn)鎂合金汽車配件）在清理收集鎂屑時不慎產(chǎn)生火花，引燃鎂屑，并導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生。火災(zāi)造成25t鎂錠、600t鎂成品、4臺全自動壓鑄機生產(chǎn)線和廠房被徹底燒毀。2003年12月某壓鑄配套廠，由于打磨工段沒堆積在地面上的鎂粉燃燒，并釀成火災(zāi)。2003年12月29日美國Garfield公司（鎂回收廠儲藏庫）發(fā)生燃燒和爆炸。因此，對安全生產(chǎn)必須高度重視。

好多年以前，人們對用電也很恐懼，說電能把人給電死，要遠離電，但現(xiàn)在人們知道怎樣去用電和防護，人們沒有了對電的恐懼，電成為了人們生活中不可缺少的能源。鎂合金壓鑄也是一樣，只要給予必要的關(guān)注，鎂合金并不比危險。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為鎂合金具有危險性，是一種不安全的材料。

近年來，通過大量的生產(chǎn)實踐，人們已經(jīng)逐步走出傳統(tǒng)的誤區(qū)。其實理論上存在的危險性，在實踐中并不能一概而論，事實上鎂的塊狀固體相當(dāng)安全，不會發(fā)生燃燒和爆炸。甚至將鎂塊直接對著火焰加熱和燃燒，也不會引起鎂的燃燒。即使鎂塊被引燃，只要將火焰撤離，鎂塊也會因為熱量迅速散失，溫度降至燃點以下，火焰會自動熄滅。

鎂塊具有熱容量大、熱量散失快、燃點高的特性。鎂塊的燃燒必須是先將固體鎂塊加熱到650℃（熔點），固體鎂塊溶化后再對液體的鎂繼續(xù)加熱到1100℃（沸點），這時才會有鎂蒸氣逸出，氣體的鎂才具有極強的燃燒和爆炸危害性。

但是鎂粉/鎂屑、輕薄料的確也存在一定的燃燒、爆炸危害性。一般認(rèn)為：當(dāng)空氣中鎂粉塵濃度達到20mg/L時就可能引起爆炸；直接對鎂粉塵加熱到340—560℃也可能引起鎂粉塵的燃燒。

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鎂合金生產(chǎn)在壓鑄行業(yè)中發(fā)生的燃燒、爆炸事故也往往是由鎂粉/鎂屑、輕薄料引起的。因此能否保證鎂合金的生產(chǎn)安全，在鎂合金熔爐工段，關(guān)鍵是避免鎂湯和含氧物質(zhì)及水分接觸。應(yīng)特別注意不能混入飲料水、汗水，生產(chǎn)中使用的工具不能潮濕。而在后加工工段，其關(guān)鍵在于對鎂粉/鎂屑、輕薄料能否進行有效管理和控制。

鎂金屬的物理性質(zhì)

鎂是銀白色的金屬, 熔點648.8℃,沸點1107℃,高溫下具有延展性。它的密度是1.74克/厘米 38℃-40℃是鎂的燃點，活潑金屬，遇濕易燃物品。具刺激性，對眼、上呼吸道和皮膚有刺激性，吸入可引起咳嗽、胸痛等。

鎂合金發(fā)生燃燒的化學(xué)反應(yīng)機理

1.能在空氣中燃燒，燃燒時產(chǎn)生強烈的白光并放出高熱。遇水或潮氣猛烈反應(yīng)放出氫氣，大量放熱，引起燃燒或爆炸。粉體與空氣可形成爆炸性混合物，當(dāng)達到一定濃度時，遇火星會發(fā)生爆炸。引燃溫度340—560℃，爆炸下限[%(V/V)]：44～59mg/m3，最小點火能40 mJ。

2Mg+ O2=2MgO 釋放大量熱量

2.鎂與水發(fā)生作用，產(chǎn)生氫氣和產(chǎn)生放熱反應(yīng)，熱量的聚集到一定程度時，會引起劇烈燃燒和爆炸。

Mg+H2O=MgO+H2↑ Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ 2H2+ O2=2H2O 釋放大量熱量

3.在潮濕狀態(tài)下，鎂與鐵銹Fe2O3中的氧發(fā)生作用，產(chǎn)生劇烈的燃燒，釋放出高熱，發(fā)出耀眼的白光。

3Mg+ Fe2O3=3MgO+2Fe 發(fā)生劇烈反應(yīng) 4.鎂和河沙中的SiO2反應(yīng)

2Mg+SiO2=2MgO+Si 發(fā)生劇烈反應(yīng)

鎂合金的安全生產(chǎn)條件與要求

1對管理工作的要求

（1）管理的模式。建立健全完善公司的安全管理機構(gòu)，并實行公司、部門、班組三級管理模式。

（2）安全管理的核心內(nèi)容。“誰主管，誰負(fù)責(zé)”的原則?！肮苌a(chǎn)必須管

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安全”的原則

（3）安全生產(chǎn)檢查制度。安全生產(chǎn)委員會每月二次“四查”工作：查安全生產(chǎn)制度和安全生產(chǎn)作業(yè)規(guī)范的制定與落實，查有無違章操作的現(xiàn)象；查是否存在不安全的隱患；查不安全的隱患及是否得到及時、有效的整改。

（4）鎂合金安全生產(chǎn)的中心任務(wù)是：防止鎂塵、鎂粉、鎂屑及鎂的輕薄料發(fā)生燃燒和爆炸。

（5）鎂火災(zāi)防護的 “三防”和“四危害”?！叭馈保捶阑?、防水、防高溫；“四危害”，即強光、高熱、迅猛燃燒、遇水爆炸。

（6）鎂火災(zāi)防護八項措施：1）盡早撲滅初期火災(zāi)；2）斷電；3）報警；4）降溫；5）禁水；6）隔絕空氣；7）遇險逃生；8）防止火源擴大。

2對安全生產(chǎn)條件的要求

（1）生產(chǎn)場地要求空間高，自然通風(fēng)好，場地寬敞，有充足的避險逃生通道。

（2）建筑結(jié)構(gòu)必須采用預(yù)制混凝土或磚混結(jié)構(gòu)的不燃材料，門窗和室內(nèi)設(shè)備應(yīng)具有阻燃和防火功能。

（3）建筑車間應(yīng)該分為若干個相互獨立、保持有相對安全距離的區(qū)域。

（4）現(xiàn)場配置足夠量的消防沙和ABC干粉滅火器，尤其是不得用水去撲滅鎂合金火災(zāi)。

（5）消防器材的配置地點應(yīng)該標(biāo)志明顯，取用方便，并實行專人維護和保養(yǎng)，不得挪作他用。

（6）作業(yè)區(qū)必須實行嚴(yán)格的禁火、禁水管制，并防止火星、火花的產(chǎn)生。

（7）電源線路、電器設(shè)備的安裝必須符合國家安全規(guī)范的規(guī)定，經(jīng)有國家資質(zhì)的檢測機構(gòu)檢測合格。

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（8）應(yīng)準(zhǔn)備必要的呼吸器具。3對操作人員的要求

（1）操作人員的個人防護是從事鎂合金壓鑄的基本條件。鎂合金壓鑄人員的基本保護用品有工作服、安全帽、防護面罩、隔熱石棉手套、防火衣褲（耐熱700℃以上）、安全鞋。操作人員上崗前必須進行相應(yīng)的安全培訓(xùn)，并考試合格方能上崗。

（2）操作人員在進行作業(yè)以前，必須按規(guī)定正確穿戴勞動保護用品（穿勞保鞋，戴棉質(zhì)口罩、平滑手套、平滑帽子，穿無口袋、無袖口的工作服），未穿戴防護用品的人員不能靠近作業(yè)區(qū)域，不能進行操作。

（3）操作人員不準(zhǔn)帶病、酒后及疲勞上崗，壓鑄作業(yè)區(qū)不能帶入飲料、水、火種。

（4）生產(chǎn)現(xiàn)場必須保持整潔干燥，如發(fā)生漏油、漏水必須馬上清理干凈。（5）生產(chǎn)現(xiàn)場及四周不允許存放易燃易爆物品，對本人工位上的鎂粉/鎂屑、輕薄料、必須每2h清理一次，并裝入專用中轉(zhuǎn)容器；組長安排每班下班前運走和進行無害化處理，嚴(yán)禁堆放在生產(chǎn)現(xiàn)場造成安全隱患。

（6）操作人員在鎂合金熔煉爐前加料、打渣時，必須穿好工作服，戴上頭盔，防止汗液滴入鎂湯中，防止飛濺，導(dǎo)致灼傷皮膚甚至引起爆炸。

4各生產(chǎn)工序的安全生產(chǎn)要求和防護措施 4.1 鎂合金熔煉區(qū)的安全與防護

鎂合金熔煉時的常規(guī)保護措施比其他熔融金屬的要求更加嚴(yán)格，要求生產(chǎn)人員必須使用面罩和防水衣。對鎂而言，水汽不論其來源如何，都會增大熔體發(fā)生爆炸和著火的危險，尤其是當(dāng)汽水與鎂湯接觸時，會產(chǎn)生潛在的爆炸源H2。

4.1.1熔爐內(nèi)火災(zāi)的控制和滅火

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（1）熔爐火災(zāi)一般可分為坩堝中著火和坩堝破裂兩種形式。

（2）坩堝中著火通常由于保護氣體匱乏所致。檢點：保護氣體是否開啟；份量是否足夠；混合比正確與否；有無備用瓶；管路接頭有無泄漏；爐蓋有無蓋緊、密合。操作中不應(yīng)該經(jīng)常開啟爐蓋。

（3）清渣前要預(yù)熱清渣工具，清渣時會產(chǎn)生零星的火花，操作者不需為此驚慌。

（4）若因保護氣體匱乏引起液面著火時，應(yīng)立即丟入大量覆蓋劑并施以充分的保護氣體。

（5）一發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)冒出白煙，要沉著，迅速切斷電源，通知相關(guān)人員，并立即穿戴防護用具。由泄湯口排出或檢視孔所見的鎂湯量判斷漏湯程度，作不同的應(yīng)變處理。若泄湯口未流出任何鎂湯，則立即將覆蓋劑丟入爐內(nèi)及承湯皿中，然后用干燥的杓子從坩堝內(nèi)舀出一些熔湯，接著連續(xù)丟入幾支完全干燥的鎂錠，使坩堝內(nèi)的熔湯盡快凝固。

若泄湯口流出的鎂湯量不多，呈絹絲狀，則立即將覆蓋劑大量丟入爐內(nèi)及承湯皿中，在承湯皿尚未滿前盡快用干燥的杓子將爐內(nèi)的鎂湯舀出一部份，然后連續(xù)丟入鎂錠，使熔湯快速凝固。

若泄湯口流出的鎂湯量大，如同倒水，這時要立即打開爐蓋丟入大量的覆蓋劑及鎂錠，同時承湯皿也放入鎂錠和大量的覆蓋劑，能丟多少就丟多少，這時舀湯出來已失去時效性，不需再浪費時間。接著離開現(xiàn)場，從遠處監(jiān)視其動靜。同體積下鋁錠吸收的熱量比鎂高，因此，滅火時可考慮使用鋁錠取代鎂錠。（6）干砂不可用于熔爐內(nèi)滅火。4.1.2鎂合金錠熔化前的預(yù)熱

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由于溫度和存放及運輸過程中的相對溫度變化，鎂合金錠會吸收一定的水分。鎂合金錠總會具有氣、裂紋和表面氧化，以上特征和水分有關(guān)。在熔化之前把鎂合金錠預(yù)熱到150℃以除去水分。

4.1.3鎂合金熔化、保溫及停爐

（1）所有的清理工具和澆注杓子使用前必須在洗滌溶劑中洗滌，并預(yù)熱以除水汽，目視完全干燥后方可使用，并且在入熔爐時緩慢放入。（2）所有溶劑都必須密封保存，并保持干燥，含水量小于3%。（3）工作場地應(yīng)經(jīng)常保持干燥、整潔、通風(fēng)良好和道路暢通。熔化區(qū)域的地板材料應(yīng)耐熱且不吸水，因普通水泥在金屬溢出時會釋放出水分，建議使用耐火磚和特種水泥

（4）防止燃燒/氧化，輸入適當(dāng)流量的保護氣體，并且熔爐要密封性能良好，確保保護氣體的供應(yīng)不能中斷。爐蓋不能冒煙

（5）在添加鎂合金錠的和其它操作時，盡量減少爐蓋口的打開時間。（6）停爐時，只有當(dāng)坩堝內(nèi)溫度低于350℃以下時，才可關(guān)掉保護氣體。（7）對坩堝要定期檢查，防止坩堝裂紋和裂紋導(dǎo)致鎂液泄漏。（8）鎂合金燃燒時，嚴(yán)禁用水、二氧化碳或泡沫滅火劑滅火，這些物質(zhì)會催化鎂的燃燒并引起爆炸。嚴(yán)禁用砂子滅火，因為火勢相當(dāng)大時，SiO2與Mg 反應(yīng)，放出大量的熱并促使鎂劇烈燃燒。

4.2 鎂合金壓鑄區(qū)的安全與防護

由于溶化的鎂液易燃易爆，遇氧氣劇烈燃燒，遇水爆炸，遇鐵銹、有水分的混凝土、含硅的耐火材料等均會劇烈反應(yīng)，且一旦發(fā)生火災(zāi)時難以撲滅，因此，對其壓鑄成套裝備的性能、可靠性、安全性要求極高。一般情況下，鎂液初始的小面積的起火尚能采取一些措施補救，一旦引起大火或蔓延、爆炸，則

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無法控制和補救，將會造成巨大的人員、財產(chǎn)傷亡損失。坩堝內(nèi)層因鎂液的腐蝕和SF6保護氣體的腐蝕也可能穿孔，穿孔后溶化的鎂液流出起火爆炸將造成重大災(zāi)害事故。夏季易造成高溫鎂合金液的飛箭傷人或爆炸起火事故。

4.2.1鎂合金壓鑄生產(chǎn)過程的要求

（1）鎂合金壓鑄生產(chǎn)過程中，最重要的是保持現(xiàn)場的干燥、干凈。（2）壓鑄現(xiàn)場必須清潔，不允許有任何積水、油污存在，并要有良好的通風(fēng)、排氣條件。

（3）鎂合金錠要存放在陰涼、干燥、通風(fēng)的庫房中，熔煉現(xiàn)場不宜存放過多的鎂錠。

（4）鎂合金的水口料、廢料也應(yīng)放在不燃的容器內(nèi)單獨存放。生產(chǎn)現(xiàn)場的廢料必須及時清理打掃，且應(yīng)裝在干燥的不燃容器內(nèi)。

（5）打開鎂合金熔爐前應(yīng)檢查各項電器、儀表是否工作正常，氣管是否連接完好，防止N2和SF6的泄漏。

（6）加料前應(yīng)檢查各開口是否密閉，料嘴、料筒是否配合恰當(dāng)。加料后要迅速蓋上加料口，防止空氣過多進入熔爐而引起氧化燃燒。

（7）溶化鎂合金必須有氣體保護，不得將有雜質(zhì)的鎂錠、鎂粉、鎂渣加入。進入熔爐前的鎂錠和清渣工具必須干燥、無油，至少預(yù)熱到150℃。

（8）要常檢查沖頭，不能漏水，否則可能發(fā)生爆炸和傷人。另外沖頭的冷卻可用風(fēng)冷，模具的加熱及冷卻一般用耐高溫油。

（9）鎂合金壓鑄沖頭速度也比鋁合金壓鑄的高，為避免飛料傷人，有時在模具上分型面部位加裝飛料擋板。壓鑄時前后安全門一定要關(guān)閉，操作者嚴(yán)禁站在分型面上。

（10）模具上的脫模劑要吹干，否則可能產(chǎn)生噴濺或傷人。

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（11）不能對料筒噴脫模劑，否則可能產(chǎn)生噴濺和傷人。

（12）打碴時，動作要快，避免汗水和異物掉入熔爐中，爐碴放入干燥的鐵桶后，要迅速灑上干硅沙覆蓋，以防止氧化燃燒。

（13）壓鑄車間配置滅火器材，用于鎂合金的滅火劑有干沙、干粉滅火器、這些滅火器材應(yīng)放置在醒目的地方，便于現(xiàn)場緊急使用，對滅火器材要經(jīng)常檢查。

（14）鎂壓鑄時熔爐坩堝的腐蝕銹蝕是難以完全避免的，當(dāng)發(fā)生坩堝破裂泄露時，處理方法如下：首先要迅速切斷電源，穿戴防護用具，由泄液口的流量判斷泄露程度，做出不同的處理。如果泄液口沒有鎂液流出，可立即將覆蓋劑大量丟入爐中及盛液皿中，然后用干燥的勺子從爐中舀出一些鎂液，接著放入幾個預(yù)熱過的鎂錠，使坩堝內(nèi)的鎂液盡快凝固；如果流出的鎂液不多，則立即將覆蓋劑大量丟入爐中及盛液皿中，在盛液皿尚未滿之前，盡快用勺子將爐內(nèi)的鎂液舀出一部分，然后連續(xù)丟入大量覆蓋劑及鎂錠，同時盛液皿中也要放入大量覆蓋劑。此后盡快離開現(xiàn)場，從遠處觀察動靜。不過像這樣的事故很少發(fā)生，關(guān)鍵是平時要按規(guī)定做好熔爐的定期檢查及維護，以防患于未然。

4.3 鎂合金機械加工區(qū)的安全要求與防護措施

在機加工和處理鎂合金碎屑時，必須遵守以下規(guī)定：

禁煙火、刀鋒利、碎屑厚、乳劑不停、切屑結(jié)束立退刀、不用水性切屑液、清潔干燥、通風(fēng)良好、機臺無屑、廢料桶有蓋,下班清掉！滅火用沙和干粉,千萬不能用水澆！!4.4 鎂合金研磨區(qū)的安全要求與防護措施

研磨產(chǎn)生鎂粉極易燃燒，對于相關(guān)設(shè)備和操作，必須認(rèn)真考慮采取防火 和防止爆炸的措施。

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禁煙火和火星、濕塵收集、常清理、電氣防爆、衣褲無袋、通風(fēng)良好、機臺無屑、下班清掉！氯化鐵水溶液后埋掉。滅火用沙和干粉,千萬不能用水澆！!4.5打磨、拋光、烤漆工序的安全要求與防護措施

禁煙火和火星、場內(nèi)無鐵具,及水帶入，清潔干燥、吸塵、排風(fēng)、照明防爆、衣褲無袋、棉質(zhì)口罩、平滑手套、濕式吸塵器裝戶外、5%氯化鐵溶液來浸泡、氫氣逸出;烤漆工段無塵、涂層腐碳樹脂漆、滅火用沙和干粉,千萬不能用水澆！!4.6鎂合金熱處理安全要求與防護措施

裝爐前工件清潔干燥加除屑、爐膛內(nèi)清潔、干燥。同爐同料、按規(guī)操作、溫度控制要嚴(yán)格、絕對禁止水滅火,火災(zāi)發(fā)生先斷電。

4.7物資的安全存儲管理安全要求與防護措施

（1）鎂產(chǎn)品和鎂材料倉庫適宜小型化、分割化、分散化，鎂錠堆垛高不能超過1.5m，防止因過量存儲引起鎂合金火災(zāi)而造成重大損失。

（2）鎂的廢料應(yīng)實行專庫存儲，堆垛一般不超過1.4m3，并適宜存儲于加蓋阻燃的容器內(nèi)。

（3）鎂產(chǎn)品、鎂材料倉不能混存有氧化劑、還原劑及易燃物質(zhì)。并留足通道（大于堆垛高度的50%）。

（4）嚴(yán)禁火源、火種及水帶入倉庫，防止鎂產(chǎn)品、鎂材料被雨淋、誰浸、受潮，并保持通風(fēng)散熱。

（5）鎂屑與微細(xì)粉末的處理

目前，鎂屑、鎂粉末與淤渣的常用處理方法是，用5%的氯化鐵溶液進行溶解(一般 1kg 干燥 鎂使用 0.6kg 氯化鐵)，可在數(shù)小時內(nèi)使絕大多數(shù)鎂轉(zhuǎn)化

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成不燃燒的氫氧化鎂和氯化鎂殘渣。由于在這種反應(yīng)中會產(chǎn)生氫氣，故應(yīng)在室外的敞開容器中進行處理，并嚴(yán)禁在反應(yīng)器的周圍生火吸煙或焊接作業(yè)。在配制5%的氯化鐵溶液時，應(yīng)將淤渣中的水考慮進去。

結(jié)束語

必須記住，鎂合金錠，壓鑄件和表面處理后的零件只有整體達到初始熔點以發(fā)生才會發(fā)生燃燒。由于高的火焰溫度（3900℃），鎂合金燃燒會發(fā)出耀眼的白光。這對于沒有經(jīng)驗的人是很可怕的，因此遵守安全制度和滅火規(guī)定是非常重要的。鎂的熱容只有汽油的一半，只要小心謹(jǐn)慎，鎂合金起火是很容易熄滅的。由于濕氣的存在，要小心發(fā)生飛濺爆炸。切記不可驚慌，更不能用水撲滅鎂合金起火，使用水會導(dǎo)致爆炸和火勢漫延。

安全法寶

車間干燥干凈、不燃結(jié)構(gòu)裝修

操作正確規(guī)范、粉碴定期清理 員工防護用品、杜絕疲勞/手機

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第三篇：鎂合金的材料,可能有用

鑄造工藝裝備基礎(chǔ)條件差 工藝裝備不配套，特別是對金屬型的模具設(shè)計與制造等不夠重視。原輔材料的生產(chǎn)比較分散，其生產(chǎn)設(shè)備簡陋，技術(shù)落后，測試手段短缺，原輔材料品種不一，質(zhì)量不穩(wěn)定。原輔材料質(zhì)量檢測、鑄造過程控制檢測、鑄件內(nèi)在質(zhì)量檢測等往往不能完全起到監(jiān)督和預(yù)防的作用。我國許多企業(yè)在生產(chǎn)全過程中不是主動、嚴(yán)格執(zhí)行行標(biāo)、國標(biāo)和符合國際標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，廢品率有的高達30%~50%。此外，我國的許多標(biāo)準(zhǔn)制定后多年不加修訂，給產(chǎn)品的生產(chǎn)、銷售等都帶來諸多不便

我們已開發(fā)成功了數(shù)個可量產(chǎn)化的輕質(zhì)高強度鎂鋰合金材料，產(chǎn)品技術(shù)處于國內(nèi)領(lǐng)先和國際先進水平，具有絕對的市場競爭力和廣闊的市場前景原輔材料的生產(chǎn)比較分散，其生產(chǎn)設(shè)備簡陋，技術(shù)落后，測試手段短缺，原輔材料品種不一，質(zhì)量不穩(wěn)定。原輔材料質(zhì)量檢測、鑄造過程控制檢測、鑄件內(nèi)在質(zhì)量檢測等往往不能完全起到監(jiān)督和預(yù)防的作用。我國許多企業(yè)在生產(chǎn)全過程中不是主動、嚴(yán)格執(zhí)行行標(biāo)、國標(biāo)和符合國際標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，廢品率有的高達30%~50%。此外，我國的許多標(biāo)準(zhǔn)制定后多年不加修訂，給產(chǎn)品的生產(chǎn)、銷售等都帶來諸多不便

針對陜北的跨越式發(fā)展目標(biāo)，提出了建設(shè)府谷、神木鎂產(chǎn)業(yè)基地，推進榆林能源基地資源深度轉(zhuǎn)化，拉長產(chǎn)業(yè)鏈條，加大財政引導(dǎo)資金投入力度，組建省級鎂業(yè)企業(yè)集團，集中力量開展技術(shù)攻關(guān)，重點發(fā)展六種鎂合金，加強鎂業(yè)人才建設(shè)

鎂鋰合金材料是當(dāng)今世界上最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，屬于國際上列入高度保密的技術(shù)。今年年底，中國將在西安閻良國家航空高技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地實現(xiàn)這種金屬結(jié)構(gòu)材料的規(guī)?；a(chǎn)，用于航空、航天、能源等多個領(lǐng)域。

據(jù)西安交通大學(xué)材料專家柴東朗教授介紹，鎂鋰合金材料具有低密度、高塑性等特點，是當(dāng)今世界上最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，可部分替代目前應(yīng)用于航空、航天領(lǐng)域的鋁材及其他鋁合金材料，具有廣泛的應(yīng)用前景。中國對鎂鋰合金材料研究已有一段時間，但是大多數(shù)處于實驗室階段，直到2010年西安交通大學(xué)與西安四方超輕材料有限公司合作在西安閻良國家航空高技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地建成了中國第一條鎂鋰合金生產(chǎn)線。

經(jīng)過兩年來的進一步研發(fā)，目前西安四方超輕材料有限公司已在鎂鋰合金的冶煉工藝、質(zhì)量控制、表面處理、機械加工等方面取得了突破性成果，為產(chǎn)品的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了良好條件。

根據(jù)規(guī)劃，到今年年底，西安四方超輕材料有限公司鎂鋰合金超輕材料項目將實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，預(yù)計可年產(chǎn)100噸鎂鋰合金超輕材料。

我國鎂深加工能力很薄弱。雖然早在50年代后期鎂壓鑄業(yè)就已經(jīng)起步，先后有若干廠家生產(chǎn)林業(yè)用機械和工具、風(fēng)動工具等鎂合金壓鑄件。到了90年代初，在汽車工業(yè)、電子工業(yè)發(fā)展的帶動下，國內(nèi)的鎂壓鑄業(yè)有了較大的發(fā)展。為3C等產(chǎn)品配套的鎂合金壓鑄件廠主要云集在華南和江、浙地區(qū)，尤以珠江三角洲一帶最為突出。這一地區(qū)受到香港、臺灣兩地資金的投入、技術(shù)的支撐、市場的開拓以及管理的介入等全方位的拉動，發(fā)展速度令人關(guān)注。

積極穩(wěn)妥地發(fā)展鎂產(chǎn)業(yè) 實現(xiàn)鎂合金產(chǎn)業(yè)化是一項涉及面廣、技術(shù)集成度高的大型系統(tǒng)工程。近10多年來，在世界范圍內(nèi)相繼建立的一大批鎂合金壓鑄工廠，形成了有一定規(guī)模的汽車和IT行業(yè)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)群體。歐美、日等發(fā)達國家在鎂合金產(chǎn)業(yè)化方面已經(jīng)走在前頭，無論是在技術(shù)本身，還是組織實施、政府和行業(yè)攻關(guān)計劃方面都積累了豐富的經(jīng)驗。此外，臺灣和香港地區(qū)在鎂合金加工領(lǐng)域和市場開拓等方面均具有雄厚的實力和良好的基礎(chǔ)，這些都是值得我們認(rèn)真加以研究、借鑒的。

鎂合金產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)含量高，要求資金投入多，投資風(fēng)險大，若沒有足夠的資金支持，沒有很強的市場變化應(yīng)對能力，沒有高素質(zhì)的技術(shù)和管理人才，將難以維持有效地鎂合金壓鑄生產(chǎn)。以企業(yè)為主體走產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合之路，把技術(shù)創(chuàng)新與體制創(chuàng)新緊密結(jié)合起來；按市場機制運作，積極穩(wěn)妥地推進我國鎂合金壓鑄業(yè)的發(fā)展，是應(yīng)對所面臨的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)對策。

我國在鎂合金的研究開發(fā)、市場啟動和產(chǎn)業(yè)化等方面都已經(jīng)嚴(yán)重落后于發(fā)達工業(yè)國家。中國發(fā)展鎂產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵是不能滿足于利用低層次的加工業(yè)提供廉價的美產(chǎn)品，只能通過發(fā)展高技術(shù)來提高技術(shù)水平，實施進口替代和鼓勵出口的戰(zhàn)略，實現(xiàn)鎂產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展。中國鎂產(chǎn)業(yè)的發(fā)展應(yīng)借鑒國外鎂產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗，在發(fā)揮市場經(jīng)濟體制作用和廣大企業(yè)及投資者主觀積極性的前提下，充分利用政府行政管理的作用，用鎂產(chǎn)業(yè)進步與產(chǎn)業(yè)升級來推動總量控制和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，建成若干家集科、工、貿(mào)、金為一體的有一定國際競爭能力的大型生產(chǎn)基地或企業(yè)集團，使它們成為帶動行業(yè)發(fā)展的骨干和中堅力量，從而大大提高鎂產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)集中度和市場競爭力。

在這個循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈中，企業(yè)利用原煤生產(chǎn)出蘭炭、煤焦油和煤氣，蘭炭用于生產(chǎn)硅鐵和電石，硅鐵用作生產(chǎn)金屬鎂的還原劑，煤氣用作冶煉金屬鎂的燃料或者發(fā)電，鎂渣等工業(yè)廢料生產(chǎn)免燒磚、水泥等建筑材料。而用生產(chǎn)蘭炭時產(chǎn)生的尾氣作為燃料來生產(chǎn)金屬鎂，不僅實現(xiàn)了廢氣回收，也節(jié)約了每噸原鎂3000元左右的燃料成本。

國家在編制《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》時，將鎂合金作為一種高端金屬結(jié)構(gòu)材料列入新材料范疇，金屬鎂作為“21世紀(jì)的綠色環(huán)保材料”將廣泛應(yīng)用于電子、航空、汽車等行業(yè)。而我省神府地區(qū)的金屬鎂生產(chǎn)企業(yè)有90%以上以生產(chǎn)銷售原鎂為主，生產(chǎn)附加值更高的鎂合金的企業(yè)卻寥寥無幾，存在巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

目前，我省已經(jīng)開始謀劃鎂產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和轉(zhuǎn)型發(fā)展，力爭在10年內(nèi)將我省的這一特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)打造成產(chǎn)值過千億元的鎂業(yè)基地。我省將依托神府現(xiàn)有基礎(chǔ)，打造金屬鎂冶煉和鎂合金壓鑄件基地；依托關(guān)中高端制造業(yè)發(fā)達優(yōu)勢，規(guī)劃建設(shè)鎂合金深加工生產(chǎn)基地；依托西安科教和人才優(yōu)勢，推動涉鎂企業(yè)和科研等建立鎂合金研發(fā)中心和工程技術(shù)中心，同時，還將在省內(nèi)的汽車、航空航天企業(yè)積極推廣應(yīng)用鎂合金。在這樣的集群發(fā)展中，陜西金屬鎂的生產(chǎn)、科研、應(yīng)用潛能將得到充分的發(fā)揮，真正做大做強陜西鎂業(yè)。

2013年1月25日，西安航空基地與陜西工業(yè)技術(shù)研究院、陜西中能雍工航空鎂業(yè)有限公司、中國重型機械研究院股份公司共同簽訂協(xié)議，標(biāo)志著“航空鎂合金產(chǎn)業(yè)園及高效節(jié)能鎂合金板帶示范線”項目正式落戶航空城。這一項目的入?yún)^(qū)，為西安航空基地打造新材料產(chǎn)業(yè)集群邁出了堅實的一步。

鎂合金是制造工業(yè)中可使用的最輕金屬結(jié)構(gòu)材料之一，可廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、鐵路、兵器裝備、IT等多個領(lǐng)域。特別是在航空產(chǎn)業(yè)，是飛機襟翼、艙門、輪轂、儀表盤、油路設(shè)備等多項零部件的理想材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。航空鎂合金產(chǎn)業(yè)園入?yún)^(qū)后，計劃在鎂合金板帶材業(yè)務(wù)板塊上投資17億元，建成“高效節(jié)能鎂合金板帶示范線”項目?！案咝Ч?jié)能鎂合金板帶示范線”項目是“航空鎂合金產(chǎn)業(yè)園”一期的示范項目，采用了最新的“鑄軋＋溫軋”短流程工藝，可實現(xiàn)年產(chǎn)3000噸鎂合金超寬超薄板卷帶。

“航空鎂合金產(chǎn)業(yè)園”示范線建成投產(chǎn)后，工研院、中能雍工公司和中國重型機械研究院將組織專家和技術(shù)人員深入開展鎂合金應(yīng)用產(chǎn)品的研究開發(fā)。在一期示范線的基礎(chǔ)上，將陸續(xù)在園區(qū)內(nèi)建設(shè)新型鎂合金板材、高鐵輕軌和汽車專用鎂合金型材、高純度精煉鎂錠、鎂合金錠、沖壓零部件等生產(chǎn)線，以鎂合金精、深加工產(chǎn)品為主導(dǎo)，建成占地約250畝的高品質(zhì)鎂合金產(chǎn)品的研發(fā)、中試及產(chǎn)業(yè)化基地，總產(chǎn)能將達到7萬噸以上。項目建成后，將進一步擴大鎂合金材料的應(yīng)用市場，大幅降低鎂合金產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提升鎂合金產(chǎn)品的質(zhì)量和制造水平。

加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是西安航空基地成立以來的核心戰(zhàn)略選擇，而新材料則是基地精心培育的一朵“產(chǎn)業(yè)之花”。近年來，西安航空基地?fù)屪?zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇，通過產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建，著力培育構(gòu)建科技含量高、經(jīng)濟效益好、資源配置合理、綠色低碳環(huán)保的新材料產(chǎn)業(yè)集群，已形成了耐高溫陶瓷基復(fù)合材料、高性能碳纖維復(fù)合材料、無機高分子材料、超輕鎂鋰合金等多個新材料產(chǎn)業(yè)板塊，與基地相關(guān)入?yún)^(qū)企業(yè)形成了鏈條式和集群式的互動發(fā)展態(tài)勢。

隨著“航空鎂合金產(chǎn)業(yè)園及高效節(jié)能鎂合金板帶示范線”項目的入?yún)^(qū)，西安航空基地新材料產(chǎn)業(yè)集群又添一員生力軍。借渭北工業(yè)區(qū)全面推進建設(shè)的東風(fēng)，西安航空基地將加快推進產(chǎn)業(yè)集群培育和城市環(huán)境建設(shè)，進一步做強產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和環(huán)境優(yōu)勢，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)與環(huán)境雙輪驅(qū)動，助推西安國際化大都市建設(shè)再上新臺階。

今年5月，陜西鎂業(yè)的“善用蘭炭廢氣轉(zhuǎn)化能源生產(chǎn)純鎂——府谷地區(qū)獨創(chuàng)的鎂循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈模式”獲得國際鎂協(xié)2012環(huán)保責(zé)任獎，這是該獎設(shè)立70年來，第一次由中國單位獲得。而這個模式，也是神府地區(qū)金屬鎂生產(chǎn)的最大特色。

山西鎂合金產(chǎn)業(yè)化的準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)集群特性，表現(xiàn)為以下幾個方面“(1)對資源和能源優(yōu)勢的過度依賴，導(dǎo)致山西的多數(shù)鎂企業(yè)以原鎂生產(chǎn)(產(chǎn)品單一)為主，產(chǎn)業(yè)集群中產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理!產(chǎn)業(yè)分工不明確”山西目前的70多家鎂業(yè)企業(yè)，有6家是既產(chǎn)原鎂又深加工，n家是深加工企業(yè)，其余的全是只生產(chǎn)原鎂“(2)準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)集群的下游產(chǎn)業(yè)企業(yè)不多，支持配套產(chǎn)業(yè)企業(yè)不強”原鎂業(yè)本身就是個上游產(chǎn)業(yè)，它的上游只有采礦和能源，這在山西是可以保證供應(yīng)的;下游規(guī)模性的鎂合金深加工(壓鑄!擠壓等)產(chǎn)業(yè)和相關(guān)制造產(chǎn)業(yè)(3C!汽車制造業(yè)和配件業(yè)等)不多，現(xiàn)在只有富士康!大同廣靈化工!聞喜銀光!太原同翔等少數(shù)幾家企業(yè);左右支持配套產(chǎn)業(yè)僅有幾家提供回轉(zhuǎn)窯!還原爐的企業(yè)，太原風(fēng)華生產(chǎn)精煉爐和鎂合金型材設(shè)備，而生產(chǎn)鎂壓!鑄機械的企業(yè)還沒有一家“。目前，山西鎂合金產(chǎn)業(yè)化吸引周圍其他經(jīng)濟活動和生產(chǎn)要素向其集中的能力還不強，還不能形成聚集經(jīng)濟效果，也影響了自身的快速成長” 5產(chǎn)業(yè)鏈在向下游延伸!深加工能力不斷增強 鎂鋰合金材料是當(dāng)今世界上最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，我國將于年底實現(xiàn)這種材料的規(guī)?；a(chǎn)，屆時不僅將帶動整個鎂合金產(chǎn)業(yè)的啟動，也有望給金屬鎂概念帶來長期利好，相關(guān)概念值得關(guān)注。

中國將實現(xiàn)鎂鋰合金材料規(guī)?；a(chǎn)

據(jù)西安交通大學(xué)材料專家柴東朗教授介紹，鎂鋰合金材料具有低密度、高塑性等特點，是當(dāng)今世界上最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，可部分替代目前應(yīng)用于航空、航天領(lǐng)域的鋁材及其他鋁合金材料，具有廣泛的應(yīng)用前景。中國對鎂鋰合金材料研究已有一段時間，但是大多數(shù)處于實驗室階段，直到2010年西安交通大學(xué)與經(jīng)過兩年來的進一步研發(fā)，根據(jù)規(guī)劃，到今年年底，西安四方超輕材料有限公司鎂鋰合金超輕材料項目將實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，預(yù)計可年產(chǎn)100噸鎂鋰合金超輕材料。該技術(shù)采用真空熔煉技術(shù)，在氬氣保護條件下進行中間合金及合金材料的熔煉。通過彌散強化、固熔強化機理提高了鎂鋰合金強度，通過將鎂合金的塑變機制由孿晶變形改變?yōu)橐曰茩C制為主，使合金塑性大幅度提高。

該項目在航空、航天、機械、電子、醫(yī)療等多個領(lǐng)域形成廣泛的應(yīng)用前景，填補國內(nèi)空白，對促進我國輕質(zhì)合金材料技術(shù)發(fā)展應(yīng)用起到引導(dǎo)和推動作用，并創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。

鑒定委員會一致同意通過該科技成果的技術(shù)鑒定，認(rèn)為其綜合性能及技術(shù)水平達到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平，并建議在此技術(shù)基礎(chǔ)上，不斷完善產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，以提高市場競爭力。

第四篇：鎂合金焊接技術(shù)總結(jié)

鎂合金焊接技術(shù)的研究及發(fā)展

余福慶

（機械學(xué)院 材料成型及控制工程 201007110）摘要 ： 鎂合金在航空航天、汽車、電子等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景, 焊接技術(shù)已經(jīng)成為制約其應(yīng)用的技術(shù)關(guān)鍵。介紹了鎂合金的物理特性及應(yīng)用特點。通過對國內(nèi)焊接的研究現(xiàn)狀及成果進行分析，簡述了鎂合金的應(yīng)用情況及其焊接特點，介紹了鎂合金的鎢極氬弧焊，電子束焊及電阻點焊，攪拌摩擦焊，激光焊等常用的幾種焊接方法及其研究?？偨Y(jié)了各類焊接方法的特點，并指出鎂合金焊接研究中存在的問題，并對鎂合金焊接研究及應(yīng)用進行了展望。

關(guān)鍵詞：

鎂合金 焊接 研究現(xiàn)狀

Research and development of magnesium alloy welding technology

Yu Fuqing Mechanical College Material Forming and Control Engineering 201007110 Abstrac：Magnesium alloy has a broad application prospects in the field of aerospace, automotive, electronics, welding technology has become a key technology for restricting its application.The physical properties of magnesium alloy and application characteristics.Through the analysis of the research status and achievements of domestic welding, briefly the application of its welding characteristics of magnesium alloy, magnesium alloy gas tungsten arc welding, electron beam welding and resistance spot welding, friction stir welding, laser welding etc.several commonly used welding method and its research status.Summarizes the characteristics of the various types of welding methods, and pointed out that the problem exists in the magnesium alloy welding research, and magnesium alloy welding research and application prospects.Key words： magnesium alloy;welding;research status 一，鎂合金物理化學(xué)特性與焊接特性

鎂合金的密度小,約為1178 g/ cm3 ,是鋁的2/ 3 ,鋼的1/ 4。同時,鎂合金還具有高的比強度、比剛度、減震性和導(dǎo)熱性,較好的可切削性和可回收性,因而被稱為21 世紀(jì)的“綠色”工程材料。隨著鎂合金的冶煉技術(shù)不斷提高和人們對能源、環(huán)保的高度重視,鎂合金成為迅速崛起的一種工程材料,采用鎂合金結(jié)構(gòu)件可以大大減輕結(jié)構(gòu)重量,降低生產(chǎn)成本。因此它在汽車、摩托車、航空航天等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。鎂合金作為一種新型高性能結(jié)構(gòu)材料,在實際應(yīng)用中不可避免地采用連接結(jié)構(gòu),而焊接無疑是優(yōu)先選擇的連接方法之一。由于鎂合金的熔點低,線膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱率高,與氧、氮的親和力強,焊后易形成夾雜和脆性相,易產(chǎn)生焊接變形和熱裂紋,使焊接接頭的力學(xué)性能下降,因此,焊接已成為制約鎂合金結(jié)構(gòu)件廣泛應(yīng)用的障礙之一。針對鎂合金焊接的特點和難點,應(yīng)采用能量密度大、焊接熱輸入小、焊接速度快的高效焊接方法。近些年來出現(xiàn)的新工藝,如 鎢極氬弧焊，電子束焊及電阻點焊，攪拌摩擦焊，激光焊等常用的幾種焊接方法。

二，鎂合金新工藝焊接方法分析及對比 鎢極氬弧焊

鎢極氬弧焊(TIG)是最早用于鎂合金材料焊接的方法之一，目前，也是鎂合金最常用的焊接方法。由于鎂合金的特點，其氬弧焊一般采用交流電源，以去除氧化膜。由于鎂合金熱膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生焊接裂紋、焊后變形等缺陷，需要采用夾具系統(tǒng)固定、坡口預(yù)處理、焊前焊后熱處理等措施，以保證獲得性能良好的焊接接頭。鎂合金TIG 過程中主要存在氣孔、夾雜和熱裂紋等缺陷，利用活性焊接可以改善鎂合金TIG 時存在的熔深淺的缺點。

電子束焊

鎂合金因具有較低的熔點、較高的化學(xué)活性及高的熱導(dǎo)率，鎂合金焊件接頭強度一般低于母材，因此高能量、焊劑保護及真空環(huán)境下進行鎂合金的焊接尤為必要。電子束焊(EBW)是一種能量密度高、焊接效果好、適應(yīng)范圍廣的焊接方法，焊接過程在真空狀態(tài)下不受氧氣等氣體的影響，在真空狀態(tài)下熱損失很小，加熱速度快。電子束精確可調(diào)，無論是對鎂合金薄件還是厚件均可一次焊透。EBW冷卻速度快，元素的擴散時間及擴散距離短，相易于形核，焊縫晶粒細(xì)小，有利于改善接頭性能。與氬弧焊相比，EBW接頭的力學(xué)性能更高，并且高于母材和其它方法焊接的焊縫，這主要與焊縫區(qū)晶粒非常細(xì)小，熱影響區(qū)很窄有關(guān)。電阻點焊

電阻點焊(RSW)是汽車生產(chǎn)中最常用的焊接工藝之一，也是鎂合金眾多連接方法中具有較大潛力的一種。RSW作為一種焊接鎂合金薄板的有效焊接方法，開始受到人們的普遍重視。鎂合金的點焊工藝與鋁合金點焊相似。鎂合金RSW接頭主要由焊核區(qū)和熱影響區(qū)組成。焊核區(qū)含有兩種不同的組織結(jié)構(gòu)，焊核中心為等軸晶結(jié)構(gòu)，焊核邊沿為胞狀-樹枝晶結(jié)構(gòu)，焊核區(qū)這種組織結(jié)構(gòu)的過渡是由于焊核中心與邊沿凝固條件不同所致。焊核區(qū)裂紋敏感性較高。熱影響區(qū)內(nèi)出現(xiàn)晶界熔化及粗化現(xiàn)象。攪拌摩擦焊

攪拌摩擦焊(FSW)是由英國焊接研究所開發(fā)的一種新型固相連接技術(shù)，與傳統(tǒng)的焊接方法相比，具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、焊接變形小、無污染等特點，在薄板焊接中具有其它焊接方法不可比擬的優(yōu)勢，特別適合于鋁、鎂等合金結(jié)構(gòu)的連接。由于鎂的塑性變形能力差，目前大多數(shù)鎂合金產(chǎn)品都是鑄造件，很少采用鍛壓、扎制、擠壓等方法加工。這使得鎂合金的應(yīng)用受到很大限制，也相應(yīng)制約了鎂合金FSW的研究。

慣性摩擦焊

慣性摩擦焊(通常稱摩擦焊)是利用兩個工件相互接觸并高速旋轉(zhuǎn), 在接觸面上產(chǎn)生大量的摩擦熱使其達到鍛造溫度, 然后施加一個軸向頂鍛力而完成兩工件的固相連接。金屬工件表面的氧化膜和油污會在初始的摩擦中得以去除, 所以不會影響到接頭的質(zhì)量。摩擦焊接中的產(chǎn)熱很少, 接頭的形成在金屬的熔點以下, 屬于固相連接, 因此氣孔、裂紋等缺陷不易形成。由于摩擦焊操作簡單, 生產(chǎn)效率高, 并且可以獲得高質(zhì)量的接頭, 由于摩擦焊接過程中接頭的形成并非通過金屬的熔化而形成, 原理上更接近于擴散, 所以可以焊接異種金屬。激光焊接

激光焊接的焊速高, 質(zhì)量好, 無變形, 無需真空條件, 且容易實現(xiàn)自動化焊接。在焊接過程中,激光束照射到金屬表面時, 材料將瞬時汽化并在束流壓力和蒸汽壓力的共同作用下形成一個細(xì)長的小孔, 小孔中的汽化金屬被電離并將攝入的能量完全吸收, 然后將熱量傳遞給周圍材料使之熔化, 在小孔附近形成熔池。激光焊可以得到極小的熔化區(qū)和熱影響區(qū)并能凈化焊縫, 減少焊縫中的內(nèi)應(yīng)力、裂紋和氣孔等缺陷。激光焊接時, 焊縫的背面成形受熱輸入和氣體保護流量的影響, 在恰當(dāng)?shù)暮附庸に嚄l件下可以得到很好的表面成型和高質(zhì)量的接頭, 從外觀上看, 焊縫連續(xù), 狹窄, 變形很小, 且無表面缺陷。

三，鎂合金焊接技術(shù)前程展望

在現(xiàn)有的鎂合金焊接方法中,傳統(tǒng)的TIG焊焊接質(zhì)量良好,應(yīng)用范圍相當(dāng)廣,適合各種接頭的焊接,但由于能量密度不高,熔深比較淺,熱影響區(qū)較寬,而活性TIG焊則彌補了許多不足,值得深入研究;激光焊熱影響區(qū)較小,焊縫美觀,但易產(chǎn)生氣孔,成本較高;攪拌摩擦焊焊縫晶粒細(xì)小,接頭力學(xué)性能優(yōu)良,但是接頭形式受限制,成本較高。在鎂合金焊接的研究中,有幾方向研究得很少。但很有潛在意義:(1)鎂合金的活性TIG焊的研究;(2)鎂合金的復(fù)合焊研究;(3)鎂合金熔焊過程中溫度場模型的建立,對凝固過程了解很重要;(4)鎂合金攪拌摩擦焊的焊核成型過程模型的建立和完善。（5）鎂合金與鋼、鋁合金等異種金屬的焊接問題。

參考文獻

【1】劉正,張奎,曾小勤.鎂基輕質(zhì)合金理論基礎(chǔ)及其應(yīng) 用.北京:機械工業(yè)出版社, 2002: 16～38 【2】 顧鯨熹.特種工程材料焊接.沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出 版社, 1998: 254～278 【3】徐杰，劉子利，沈以赴，劉仕福 鎂合金焊接的研究與發(fā)展 【4】黃萬群，谷立娟，王新 鎂合金焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀 【5】曾榮昌，柯偉，徐永波，等． 鎂合金的最新發(fā)展和應(yīng)用前景

[J]． 金屬學(xué)報，2001，37(7)： 673-685．

【6】丁文斌,蔣海燕,曾小勤,姚壽山 鎂合金焊接技術(shù)研究進展(上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,上海200030)【7】馮吉才, 王亞榮, 張忠典 鎂合金焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用①(哈爾濱工業(yè)大學(xué)現(xiàn)代焊接生產(chǎn)技術(shù)國家重點實驗室, 哈爾濱150001)

第五篇：鎂合金的優(yōu)缺點及應(yīng)用

鎂合金的優(yōu)缺點及應(yīng)用

鎂合金是以鎂為原料的高性能輕型結(jié)構(gòu)材料，比重與塑料相近，剛度、強度不亞于鋁，具有較強的抗震、防電磁、導(dǎo)熱、導(dǎo)電等優(yōu)異性能，并且可以全回收無污染。鎂合金質(zhì)量輕，其密度只有1.7 kg/m3，是鋁的2/3，鋼的1/4，強度高于鋁合金和鋼，比剛度接近鋁合金和鋼，能夠承受一定的負(fù)荷，具有良好的鑄造性和尺寸穩(wěn)定性，容易加工，廢品率低，具有良好的阻尼系數(shù)，減振量大于鋁合金和鑄鐵，非常適合用于汽車的生產(chǎn)中，同時在航空航天、便攜電腦、手機、電器、運動器材等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用空間。

一、鎂合金的優(yōu)點

1、鎂合金密度小但強度高、剛性好。在現(xiàn)有工程用金屬中，鎂的密度最小，是鋼的1/5，鋅的1/4，鋁的2/3。普通鑄造鎂合金和鑄造鋁合金的剛度相同，因而其比強度明顯高于鋁合金。鎂合金的剛度隨厚度的增加而成立方比增加，故而鎂合金制造剛性好的性能對整體構(gòu)件的設(shè)計十分有利。

2、鎂合金的韌性好、減震性強。鎂合金在受外力作用時，易產(chǎn)生較大的變形。但當(dāng)受沖擊載荷時，吸收的能量是鋁的1.5倍，因此，很適合應(yīng)于受沖擊的零件—車輪；鎂合金有很高的阻尼容量，是避免由于振動、噪音而引起工人疲勞等場合的理想材料。

3、鎂合金的熱容量低、凝固速度快、壓鑄性能好。鎂合金是良好的壓鑄材料，它具有很好的流動性和快速凝固率，能生產(chǎn)表面精細(xì)、棱角清晰的零件，并能防止過量收縮以保證尺寸公差。由于鎂合金熱容量低，與生產(chǎn)同樣的鋁合金鑄件相比，其生產(chǎn)效率高40%～50%，且鑄件尺寸穩(wěn)定，精度高，表面光潔度好。

4、鎂合金具有優(yōu)良的切削加工性。鎂合金是所有常用金屬中較容易加工的材料。加工時可采用較高的切削速度和廉價的切削刀具，工具消耗低。而且不需要磨削和拋光，用切削液就可以得到十分光潔的表面。

5、資源豐富。中國是鎂資源大國，菱鎂礦、白云石礦和鹽湖鎂資源等優(yōu)質(zhì)煉鎂原料在中國的儲量十分豐富，為中國的原鎂工業(yè)及“下游”產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展和不斷進步提供了物質(zhì)保證。進入20世紀(jì)90年代以來，隨著改革開放和市場經(jīng)濟的不斷深入發(fā)展，中國鎂工業(yè)也有了突飛猛進的發(fā)展。2000年全國鎂產(chǎn)量約為200 kt，幾乎占世界鎂產(chǎn)量的40%，位居全球第一。2005年，原鎂產(chǎn)量達到354 kt，原鎂產(chǎn)能接近600 kt，比2004年凈增100kt，同比增長32.1%，占全球鎂產(chǎn)量的2/3，成為中國繼鋁、銅、鉛、鋅之后的第五大有色金屬。

二、鎂合金的缺點

1、易燃性。鎂元素與氧元素具有極大的親和力，其在高溫下甚至還處于固態(tài)的情況下，就很容易與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，放出大量熱，且生成的氧化鎂導(dǎo)熱性能不好，熱量不能及時發(fā)散，繼而促進了氧化反應(yīng)的進一步進行，形成了惡性循環(huán)，而且氧化鎂疏松多孔，不能有效阻隔空氣中氧的侵入。

2、室溫塑性差。鎂屬于密排六方晶體結(jié)構(gòu)，其在室溫下只有1個滑移面和3個滑移系，因此它的塑性變形主要依賴于滑移與孿生的協(xié)調(diào)動作，但鎂晶體中的滑移僅發(fā)生在滑移面與拉力方向相傾斜的某些晶體內(nèi)，因而滑移的過程將會受到極大地限制，而且在這種取向下孿生很難發(fā)生，所以晶體很快就會出現(xiàn)脆性斷裂。在溫度超過250℃時，鎂晶體中的附加滑移面開始起作用，塑性變形能力變強。

3、耐蝕性差。鎂具有很高的化學(xué)活潑性，其平衡電位很低，與不同類金屬接觸時易發(fā)生電偶腐蝕，并充當(dāng)陽極作用。在室溫下，鎂表面與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，形成氧化鎂薄膜，但由于氧化鎂薄膜比較疏松，其致密系數(shù)僅為0.79，即鎂氧化后生成氧化鎂的體積縮小，因此耐蝕性很差。

三、鎂合金應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀

全球鎂合金的需求年均增長達到10% 左右，西方鎂合金的市場需求增長率達到了15% 以上，未來鎂合金的市場需求將呈現(xiàn)快速增長的趨勢。鎂合金主要應(yīng)用于汽車、3C、航空航天領(lǐng)域，其中應(yīng)用于汽車產(chǎn)業(yè)（70%）、3C行業(yè)（20%）、軍事和航空航天（10%）。

1、國外鎂合金應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

國外對于鎂及其合金的研究開發(fā)較早，到目前鎂及其合金材料的開發(fā)應(yīng)用已進入相對比較成熟的階段。其中北美是目前鎂及其合金材料用量最多的地區(qū)，而歐洲鎂及鎂合金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度也增長迅速。但比較來看，國外不同國家和地區(qū)對于鎂及其合金材料的開發(fā)應(yīng)用仍然存在較大的差異，其中表現(xiàn)突出的仍然集中在德國、俄羅斯、美國、加拿大、日本等對鎂合金研究開發(fā)較早的國家。具體應(yīng)用主要集中在以下幾個方面：

鎂合金在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

鎂合金在汽車上的應(yīng)用已經(jīng)有許多年的歷史，從20 世紀(jì)20年代開始，鎂制零件就開始在賽車上應(yīng)用。到了20 世紀(jì)90 年代，鎂合金發(fā)展迅速，各國相繼出臺了鎂研究計劃，開展了大型的“產(chǎn)、學(xué)、研”聯(lián)合攻關(guān)項目和計劃。德國政府制訂了一個投資2500 萬德國馬克的鎂合金研究開發(fā)計劃，主要研究壓鑄合金工藝，快速原型化與工具制造技術(shù)和半固態(tài)成型工藝，以提高德國在鎂合金應(yīng)用方面的能力；1993 年歐洲汽車制造商提出“3 L 汽油轎車”的新概念，美國也提出了“PNGV”（新一代交通工具）的合作計劃，其目標(biāo)是生產(chǎn)出消費者可承受的每百公里耗油3 L 的轎車，且整車至少80％以上的部件可以回收，這些要求迫使汽車制造商采用更多高新技術(shù)，生產(chǎn)重量輕、耗油少、符合環(huán)保要求的新一代汽車，因此除汽車輪轂外，鎂合金還被廣泛應(yīng)用于增壓器轉(zhuǎn)子、發(fā)動機傳動箱體、風(fēng)扇、發(fā)動機零件、整體座椅系統(tǒng)、儀表板整體框架、方向盤、草坪機底盤等其他零部件。

國際國內(nèi)對于鎂合金在汽車上的應(yīng)用的研究不斷發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，應(yīng)用的量也相應(yīng)增加。目前全球汽車平均每輛用鎂合金4~5 kg，根據(jù)西方汽車工業(yè)界的展望，在未來二十年里，平均每輛汽車上的鎂合金用量將達到100~120 kg，將比目前增長50 倍以上，屆時僅用于汽車的鎂合金將超過500 萬t，約為目前全球鎂年生產(chǎn)量(80 萬t)的6 倍。相較于鋁合金、在成熟產(chǎn)品上鎂合金將具備更高的性價比：如果按原鎂16000 元/t 和電解鋁13000 元/t 的行業(yè)平均成本分析，由于鎂合金比重較?。ㄦV比重為1.7kg/m3，鋁比重為2.7 kg/m3），相同體積的鎂合金成本較鋁合金低30%。

圖1 汽車中各種原材料使用比例

鎂合金在電子領(lǐng)域中的應(yīng)用

在3C 產(chǎn)品領(lǐng)域，以筆記本電腦、手機和數(shù)碼相機為代表的3C 產(chǎn)品朝著輕、薄、短、小方向發(fā)展的推動下，鎂合金的應(yīng)用得到了持續(xù)增長。鎂合金與傳統(tǒng)3C產(chǎn)品使用的外殼材料相比具有輕量化、剛性高、減震性好、無磁、散熱、可回收等優(yōu)點；特別是應(yīng)用于3C 產(chǎn)品外殼上其外觀及觸摸質(zhì)感極佳，已成為設(shè)計和消費的流行趨勢。

與塑料相比鎂合金具有良好的導(dǎo)熱性、剛性，特別是極其易于回收。一旦鎂合金的應(yīng)用進入良性循環(huán)之后，其廢料不僅不會危害環(huán)境，其優(yōu)良的再生性也會致使鎂資源得到充分利用，也使鎂合金使用成本更進一步的降低。不僅如此，鎂合金還具有非常好的壓鑄工藝性能，采用壓鑄的方法制造的鎂合金3C 類產(chǎn)品外殼，厚度最薄可達0.4 mm，并且強度和剛度都極為優(yōu)異。以耐沖撞性為例，其耐撞強度及吸振性均遠較塑料佳，尤其是相同抗力下厚度僅塑料的1/3，且具良好的散熱性及防電磁波干擾的性能。

以上特性使鎂合金在3C 產(chǎn)業(yè)（計算機、通訊、消費電子）及電動工具，運動器材等方面的應(yīng)用，已成為一個新的市場熱點，如筆記本計算機、掌上計算機外殼、照相機外殼、攝相機外殼、投影錄像機外殼、電視機、音響外殼等，而且其應(yīng)用領(lǐng)域還在迅速擴大。

鎂合金在國防領(lǐng)域及其他領(lǐng)域的應(yīng)用

鎂合金由于質(zhì)量輕而被廣泛地應(yīng)用于國防和航空航天產(chǎn)品，其應(yīng)用包括飛行器機身及其發(fā)動機、起落輪、火箭、導(dǎo)彈及其發(fā)射架、衛(wèi)星探測器、旋轉(zhuǎn)羅盤、電磁套罩、雷達和電子裝置以及地面控制裝置等。如MD600 直升機的主傳動系統(tǒng)使用鎂合金后，水平旋翼系統(tǒng)的功能得到有效提高。太空飛船和衛(wèi)星部件使用鎂合金后能適應(yīng)太空運行的特殊環(huán)境，諸如由空氣動力學(xué)加熱引起的溫度極限、臭氧侵蝕、短波電磁輻射和高能粒子(電子、質(zhì)子和小隕石)的沖擊等。

鎂合金在航空、航天較早得到應(yīng)用, 在兵器上也得到一定應(yīng)用，最早應(yīng)用于軍事工業(yè)領(lǐng)域是在1916年，被用于制造77mm炮彈引線。國外一些發(fā)達國家由于資源原因,對鎂合金在兵器上的應(yīng)用還持謹(jǐn)慎態(tài)度。

2、國內(nèi)鎂合金應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

我國的鎂儲量世界第一，我國已探明的白云石礦資源總量為40 億t，青海柴達木盆地的33 個鹽湖鎂鹽儲量為47.5 億t，而且儲存形式為非常有利于開采的高純度氯化鎂。我國的菱鎂礦資源總量31.45 億t，符合煉鎂要求的一、二級礦占78%，已探明儲量可開采年限至少有1000 年之久。而大海則是最大的“鎂礦”，海水中含鎂約2100 億t，其中每千克海水中約含3.8 g 氯化鎂，可以預(yù)見的將來中國絕不會缺鎂資源。而與鎂不同的是中國的鋁土礦資源非常貧乏，中國國內(nèi)鋁土礦資源僅能供應(yīng)中國生產(chǎn)10 年，目前60% 的鋁土礦資源依賴進口，發(fā)展鎂合金產(chǎn)業(yè)符合中國的資源戰(zhàn)略。

我國對鎂合金的開發(fā)利用也非常重視，科技部、國家自然科學(xué)基金委員會等部門針對鎂合金開發(fā)相繼出臺了各種研究計劃，加深、加快對鎂合金材料的應(yīng)用與開發(fā)研究。2000 年3 月，科技部啟動了“鎂合金開發(fā)應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化”的前期戰(zhàn)略研究，全國共有4 個研究所、7 所高校、20 多家企業(yè)直接參與了“鎂合金開發(fā)應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化”項目的實施。該項目開發(fā)的新型水氯鎂石脫水制備無水氯化鎂的工程技術(shù)在國際上處于較高水平；開發(fā)的皮江法煉鎂工藝技術(shù)不斷提高，有效節(jié)約了資源，提高了生產(chǎn)效率，減少了污染；開發(fā)的高品質(zhì)鎂合金短流程工藝，降低了成本；開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的10 款鎂合金冷、熱室壓鑄機及配套設(shè)備，國內(nèi)市場占有率達到50%，基本滿足了國內(nèi)鎂合金壓鑄生產(chǎn)需求。目前該項目已取得一些階段性成果：解決了材料研究、產(chǎn)品設(shè)計、模具制造、壓鑄成型到表面防腐等系列關(guān)鍵工程技術(shù)。成功開發(fā)應(yīng)用了25 種鎂合金摩托車零件和52 種鎂合金汽車零件，分別裝車90 萬輛和54.65 萬輛，微型汽車單車最高用鎂零件9 kg，轎車最高用鎂零件8.17 kg ；同時開發(fā)了14 類鎂合金3C 產(chǎn)品零件和8 種列車制動器零件，為進一步擴大應(yīng)用打下了良好基礎(chǔ)。同時建立了從鎂合金前沿高科技研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)的研發(fā)體系，突破了一批前沿核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)，培育組建了十幾家有關(guān)鎂合金及制品的股份制公司，建立了一批鎂合金產(chǎn)業(yè)化基地，啟動了鎂合金標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)工作，并已完成一批標(biāo)準(zhǔn)的制定。

鎂合金材料作為21世紀(jì)新型綠色環(huán)保結(jié)構(gòu)材料,將在實現(xiàn)產(chǎn)品輕量化技術(shù)領(lǐng)域起到越來越重要的作用,西方工業(yè)發(fā)達國家已將鎂合金材料作為重要的戰(zhàn)略物資進行研究開發(fā),對其相關(guān)材料和制造技術(shù)的研究實行嚴(yán)格保密。而我國是鎂資源最豐富的國家,可利用的鎂資源占世界貯量的70%,是世界上原鎂生產(chǎn)和出口量最大的國家。但是,我國鎂產(chǎn)品和鎂合金加工技術(shù)水平較低,屬于典型的以犧牲資源和環(huán)境為代價的原料出口性產(chǎn)業(yè)。開展兵器用鎂合金材料及鎂合金零件的研發(fā),爭取形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鎂合金在兵器上應(yīng)用的集成技術(shù),即可加快和推動國防工業(yè)科技技術(shù)進步,使我國武器研制和生產(chǎn)達到國外同等先進技術(shù)水平,同時,也為鎂合金在民品上的應(yīng)用提供先進制造技術(shù),拓寬鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域,實現(xiàn)軍民品雙向互動,帶動鎂合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展,將我國的鎂資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為鎂技術(shù)優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢都具有重大戰(zhàn)略意義。