第一篇：變形鎂合金的發(fā)展現(xiàn)狀

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變形鎂合金的發(fā)展現(xiàn)狀

摘要：本文介紹了變形鎂合金的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了變形鎂合金的主要成型方式，包括鎂合金高壓扭轉(zhuǎn)、多向鍛造、軋制等、等通道轉(zhuǎn)角擠壓和連續(xù)擠壓等劇烈塑性變形方式1, 2。分析了大塑性變形的原理，介紹了大塑性變形方式對變形鎂合金晶粒細(xì)化和織構(gòu)控制的影響。通過對現(xiàn)有鎂合金大塑性變形研究結(jié)果的總結(jié)與歸納,得出了鎂合金大塑性變形技術(shù)未廣泛應(yīng)用的原因所在,并指出開發(fā)生產(chǎn)效率高、成本低、工藝簡單的一道次成型即可顯著細(xì)化晶粒和控制織構(gòu)的新型大塑性變形技術(shù)將會(huì)是未來變形鎂合金領(lǐng)域中的研究重點(diǎn)3。同時(shí)介紹了鎂合金大塑性變形擠壓成形的幾種方法，分析了這些方法的特點(diǎn)，并對鎂合金大塑性變形擠壓技術(shù)的前景進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：鎂合金；大塑性變形；連續(xù)擠壓

0 緒論

鎂及其合金是實(shí)際工程應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有密度低、比強(qiáng)度和比剛度高、阻尼減震性好、導(dǎo)熱性好、電磁屏蔽效果佳、機(jī)加工性能優(yōu)良、零件尺寸穩(wěn)定和易回收等優(yōu)點(diǎn)，成為航空、航天、汽車、計(jì)算機(jī)、電子、通信和家電等行業(yè)的重要新型料。鎂合金的開發(fā)和應(yīng)用存在著巨大的空間和潛力，正如著名材料專家Cahn所指出的，“在材料領(lǐng)域中還沒有任何材料像鎂那樣存在潛力與現(xiàn)實(shí)如此大的顛倒4。”目前，壓鑄是鎂合金成形的主要方式；但是壓鑄件力學(xué)性能較差，并且容易產(chǎn)生微小的氣孔，因此阻礙了鎂合金產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展。變形鎂合金因其良好的綜合力學(xué)性能而受到了重視5。

1各種鎂合金成型技術(shù)

1.1 高壓扭轉(zhuǎn)技術(shù)

高壓扭轉(zhuǎn)工藝通過壓桿向放置在固定不動(dòng)模具中的盤狀材料施加很高的壓力，同時(shí)壓桿作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)剪切變形。試樣一般為圓盤狀，尺寸較小，直徑一般為10-20mm，厚度為0.2-1.5mm。在高壓扭轉(zhuǎn)過程中，盤狀試樣可以在高達(dá)幾個(gè)Gpa的壓力下發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，而試樣的尺寸不發(fā)生變化，因此在試樣的外側(cè)可以引入很大的剪切應(yīng)變。由于材料的剪切應(yīng)變是通過壓桿的旋轉(zhuǎn)來引入，因此剪切應(yīng)變量的大小與材料所處位置的半徑有關(guān)。通過高壓扭轉(zhuǎn)制備的材料存在從中心向外側(cè)組織不均勻的現(xiàn)象。

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與其他大塑性變形加工工藝相比，高壓扭轉(zhuǎn)作為一種可連續(xù)的加工變形工藝，在理論上可以通過調(diào)節(jié)扭轉(zhuǎn)圈數(shù)的變化在試樣內(nèi)部無限量地累積大量剪切應(yīng)變，使材料晶粒尺寸均勻細(xì)化至亞微米級甚至納米級，從而獲得超細(xì)晶結(jié)構(gòu)材料。目前，國內(nèi)外針對高壓扭轉(zhuǎn)工藝的研究主要集中在結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用上，通過高壓扭轉(zhuǎn)加工以顯著細(xì)化晶粒，從而達(dá)到提高結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)韌性的目的6。1.2多項(xiàng)鍛造技術(shù)

多向鍛造技術(shù)是幾種有代表性的強(qiáng)塑性變形方法之一，與其他方法（如等徑角擠壓和高壓扭轉(zhuǎn)）相比，多向鍛造技術(shù)使用現(xiàn)有的工業(yè)裝備即可實(shí)現(xiàn)大塊致密材料的制備，可以大幅度提高材料性能，且工藝簡單，成本低，因此有望直接應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。多向鍛造技術(shù)是一種自由鍛工藝。形變過程中材料隨著外加載荷軸的變化而不斷地被壓縮和拉長，通過反復(fù)變形以達(dá)到細(xì)化合金晶粒、改善材料性能的效果。

多向壓縮是在多向鍛造技術(shù)的基礎(chǔ)上去掉拔長工序，在操作上采用固定比例的方形試樣，每道次壓縮30%~45%，淬水，然后將變形試樣機(jī)加工成原比例的試樣，再沿第二軸進(jìn)行壓縮，反復(fù)壓縮變形以達(dá)到細(xì)化晶粒效果。多向壓縮可以精確地計(jì)算變形量，但在本質(zhì)上仍然屬于多向鍛造技術(shù)。1.3軋制技術(shù)

常規(guī)軋制是生產(chǎn)鎂合金板材的主要工藝。由于鎂合金的塑性成形能力有限，必須進(jìn)行小變形量多道次變形。在傳統(tǒng)的小道次壓下量多道次軋制過程中，滑移是鎂合金整個(gè)變形過程中的主要變形機(jī)制，且大部分的塑性變形是通過滑移實(shí)現(xiàn)的?；婊剖擎V合金中最易啟動(dòng)的滑移系統(tǒng)，鑒于基面滑移只能提供2個(gè)獨(dú)立的滑移系，從而不能滿足均勻變形的要求。

為了啟動(dòng)非基面滑移，鎂合金的軋制一般需要在較高的溫度下進(jìn)行。雖然軋制溫度較高，但由于整體滑移系較少且鎂的層錯(cuò)能較低（相對鋁等金屬而言），因此鎂合金變形過程中極易誘發(fā)孿生以協(xié)調(diào)變形7。晶界處和孿晶處的變形儲(chǔ)能比較高，因而容易發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。粗晶、剪切帶、孿晶和再結(jié)晶晶粒等可同時(shí)出現(xiàn)在鎂合金板材組織中。這種組織不均勻性導(dǎo)致鎂合金板材的后續(xù)成形性能較差。外，鎂合金在傳統(tǒng)的多道次軋制過程中，隨著道次壓下量的增加，應(yīng)力容易在粗大晶粒的晶界處集中，導(dǎo)致板材的開裂。此外，隨著軋制道次的增加，鎂合金的基面織構(gòu)明顯增強(qiáng)，進(jìn)而增加后續(xù)道次變形的難度。

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所謂高應(yīng)變速率軋制是指對鎂合金板坯進(jìn)行單道次大應(yīng)變軋制，通過控制軋輥速度和板坯的厚度來獲得高應(yīng)變速率。高應(yīng)變速率變形的應(yīng)變速率范圍與合金材質(zhì)和變形工藝有關(guān)。應(yīng)變速率過高時(shí)，鎂合金變形時(shí)容易開裂。對于鎂合金，軋制應(yīng)變速率在接近和稍高于時(shí)可以納入高應(yīng)變速率變形的范疇。鎂合金在較高的應(yīng)變速率下進(jìn)行軋制時(shí)，可以獲得極高的孿晶和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核率，進(jìn)而獲得均勻的超細(xì)晶粒組織1, 8。1.4 等通道轉(zhuǎn)角擠壓

20世紀(jì)70年代初期，由前蘇聯(lián)科學(xué)家Segal教授及其合作者最早提出并研究了等通道轉(zhuǎn)角擠壓技術(shù)。等通道擠壓模具內(nèi)有兩個(gè)截面相同、以一定角度相交的通道，兩通道的內(nèi)交角為Ф，外側(cè)圓弧角度為Ψ。在等通道轉(zhuǎn)角擠壓過程中，要求試樣與模具中的通道尺寸緊密配合，試樣在沖頭的作用下經(jīng)過兩通道的轉(zhuǎn)角處，產(chǎn)生近似理想的剪切變形。由于不改變材料的橫截面形狀和面積，故反復(fù)擠壓可使各次變形的應(yīng)變量累積迭加而得到相當(dāng)大的總應(yīng)變量7, 9, 10。

ECPA利用一個(gè)互成一定角度的轉(zhuǎn)角擠壓金屬，給試樣以純剪切應(yīng)力，獲得大的塑性變形，經(jīng)過多次反復(fù)擠壓發(fā)生應(yīng)變量累積，獲得組織均勻、晶粒細(xì)小的材料。ECPA使材料在擠壓過程中獲得極大的變形量，達(dá)到破碎晶粒，增加儲(chǔ)能的目的。更重要的是材料在擠壓過程中形狀不發(fā)生改變，因而可以重復(fù)擠壓，累積變形量。加工塑性差的材料時(shí)，需采用較高溫度或較大轉(zhuǎn)角4, 9。1.5連續(xù)擠壓技術(shù)

連續(xù)擠壓技術(shù)有CONFORM連續(xù)擠壓、連續(xù)鑄擠和鏈帶式連續(xù)擠壓法等。其中，CONFORM連續(xù)擠壓已經(jīng)得到了工業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用。國內(nèi)鎂合金的連續(xù)擠壓技術(shù)研究主要集中在CONFORM連續(xù)擠壓上面。在工藝方面，楊俊英

1等以AZ31鎂合金為研究對象，研究了擠壓輪轉(zhuǎn)速對坯料各層面速度分布的影響機(jī)制。結(jié)果表明，在連續(xù)擠壓的過程中，金屬在不同變形區(qū)域的流動(dòng)速度有差異。擠壓輪轉(zhuǎn)速越大，不同層面金屬的流動(dòng)速度差值越大，流動(dòng)的程度越不均勻。這種流動(dòng)分布特點(diǎn)是由于輪槽面的摩擦驅(qū)動(dòng)力與型腔壁摩擦阻力的相互作用形成的。吳桂敏等對AZ31鎂合金連續(xù)擠壓成形的工藝條件進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，變形金屬的等效應(yīng)力在壓實(shí)輪下方最高，等效應(yīng)變在模具入口處最大，型腔內(nèi)的溫度最高12, 13。

科技論文寫作結(jié)課論文 變形鎂合金今后發(fā)展展望

傳統(tǒng)鑄造鎂合金組織都很粗大、力學(xué)性能較差，鎂合金層錯(cuò)能較低，變形過程中易發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，大多數(shù)情況下都是通過塑性變形來細(xì)化鎂合金晶粒，改善其力學(xué)性能。傳統(tǒng)的塑性變形手段包括: 擠壓、軋制、鍛造等。由于鎂合金是六方結(jié)構(gòu)，塑性變形能力較差，統(tǒng)的單一的塑性變形方法已難以進(jìn)一步提高其力學(xué)性能。針對這一難點(diǎn)，很多研究者引入新型的塑性變形手段，或者結(jié)合傳統(tǒng)變形方式以提高鎂合金成形性能14。目前變形鎂合金的設(shè)計(jì)主要在保證好的塑性變形能力前提下：1.選擇好的固溶體合金；2.好的細(xì)化晶粒的方法；3.利用不同的強(qiáng)化機(jī)理，如固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化和復(fù)合強(qiáng)化等方法提高材料的綜合力學(xué)性能。開發(fā)新型高強(qiáng)、超輕、耐熱、耐蝕變形鎂合金是目前鎂合金設(shè)計(jì)的重點(diǎn)14-23。

超輕鎂合金主要指Mg-Li系合金。該合金是輕合金材料中最輕的一種，其比強(qiáng)度高，具有良好的冷熱變形能力，是超輕高強(qiáng)合金的一個(gè)重要合金系，其冷變形率達(dá)50%以上，韌性和焊接性能良好，在共晶成分附近具有良好的加工性能和超塑性24。結(jié)語

變形鎂合金具有一系列優(yōu)良的性能，近年來，國家加大了對其開發(fā)研究的投入，關(guān)鍵的加工技術(shù)正在快速突破，變形鎂合金應(yīng)用的重點(diǎn)也從宇航、兵器工業(yè)等領(lǐng)域擴(kuò)展到了民用高附加值產(chǎn)業(yè)，如汽車、電腦、通訊和家用高檔產(chǎn)品等，展示了其巨大的應(yīng)用價(jià)值。我國有豐富的鎂資源和居世界首位的鎂合金產(chǎn)能，但目前還沒有形成具有優(yōu)勢的變形鎂合金塑性加工技術(shù)體系，在產(chǎn)品開發(fā)及其應(yīng)用方面尚存在嚴(yán)重不足，變形鎂合金產(chǎn)品還沒有找到巨大的應(yīng)用市場。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，變形鎂合金的加工技術(shù)將會(huì)快速發(fā)展，它的技術(shù)難題取得突破之時(shí)，變形鎂合金將得到更廣泛的應(yīng)用25。

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第二篇：鎂合金總結(jié)報(bào)告

鎂合金總結(jié)報(bào)告

班級：材料學(xué)號(hào)：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(qiáng)度和比剛度高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于汽車、電子等領(lǐng)域，要擴(kuò)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(xiàng)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(diǎn)是：密度?。?.8g/cm3鎂合金左右），比強(qiáng)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(jī)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(yùn)輸、化工、火箭等工業(yè)部門。在實(shí)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(shí)用金屬中的最輕的金屬，高強(qiáng)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(shí)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(gè)小型實(shí)驗(yàn)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(gè)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(kuò)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(hào)彈以及軍事和飛機(jī)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(shí)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(dá)到550kt／a，2000年實(shí)際產(chǎn)量為430kt。

三、鎂合金系的劃分

四、Mg-Zn 鎂合金系特點(diǎn)

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(dòng)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(qiáng)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(jī)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(shí)能吸收較大的能量，還有良好的吸熱性能，因而是制造飛機(jī)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(dòng)機(jī)齒輪機(jī)匣、油泵和油管，又因在旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(dòng)零件。民用機(jī)和軍用飛機(jī)、尤其是轟炸機(jī)廣泛使用鎂合金制品。例如，B-52轟炸機(jī)的機(jī)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(dòng)機(jī)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(qiáng)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(dòng)機(jī)前蓋、氣缸蓋、空調(diào)機(jī)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(jī)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(jī)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(dòng)器的讀出裝置等的振動(dòng)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(dòng)達(dá)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(jī)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(qiáng)。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。化學(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(jī)酸系處理所獲得的轉(zhuǎn)化膜能同時(shí)具備腐蝕保護(hù)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(hù)能力弱，一般只用作裝飾或防護(hù)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(huì)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(shí)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(shí)，由于涂層中形成的多種金屬間化合物的增強(qiáng)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(shí)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(jì)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?zèng)_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(jìn)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(shí)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(dá)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(xiǎn)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(diǎn)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(shí)會(huì)產(chǎn)生高溫,引燃鎂屑。機(jī)械加工時(shí),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(huì)使金屬切屑的溫度高達(dá)700°C~ 1 000°C,當(dāng)缺乏冷卻液的有效供應(yīng)時(shí),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(dá)3 000°C,燃燒熱值高達(dá)25 121 kJ/kg。當(dāng)鎂屑呈粉狀時(shí)與空氣混合遇火能發(fā)生爆炸。此外,由于鎂高溫時(shí)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(shí)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(huì)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(jī)械構(gòu)造本身限制,在鎂合金切削加工時(shí)應(yīng)始終充分供應(yīng)切削液以及時(shí)降低切屑溫度?？紤]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(qiáng)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(qiáng)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(jī)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(chǔ)油量都較大,如普通機(jī)床液壓油約有20 kg~70 kg。所以日常工作中應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備的檢修與維護(hù),保持機(jī)床完好,嚴(yán)防漏油。對清潔機(jī)床后遺留的油抹布、油棉紗等,應(yīng)及時(shí)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(jī)床(特別是精密機(jī)床)損壞大,根據(jù)實(shí)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(jìn)行滅火,效果明顯。

（3）撲救鎂屑火災(zāi)時(shí),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(kuò)散形成爆炸性混合物。

十一、鎂合金的發(fā)展前景

進(jìn)入21世紀(jì)，鎂的最大也是最為持久的熱點(diǎn)是作為汽車、筆記本電腦、手提電話及電視機(jī)零件上鎂合金壓鑄件的使用。我國將從兩個(gè)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(fèi)產(chǎn)品，另一方面是電動(dòng)車及汽車零件。鎂合金有4個(gè)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(huì)得到廣泛應(yīng)用。

第三篇：鎂合金安全培訓(xùn)教材

鎂合金壓鑄及機(jī)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(jì)防火規(guī)范》在生產(chǎn)加工和儲(chǔ)存物品的火災(zāi)危險(xiǎn)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(huì)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(gè)生產(chǎn)線化為灰燼，而且當(dāng)時(shí)燒死4人、燒傷多人，造成重大的人身和財(cái)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(shí)不慎產(chǎn)生火花，引燃鎂屑，并導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生?；馂?zāi)造成25t鎂錠、600t鎂成品、4臺(tái)全自動(dòng)壓鑄機(jī)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(chǔ)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(yuǎn)離電，但現(xiàn)在人們知道怎樣去用電和防護(hù)，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(xiǎn)。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為鎂合金具有危險(xiǎn)性，是一種不安全的材料。

近年來，通過大量的生產(chǎn)實(shí)踐，人們已經(jīng)逐步走出傳統(tǒng)的誤區(qū)。其實(shí)理論上存在的危險(xiǎn)性，在實(shí)踐中并不能一概而論，事實(shí)上鎂的塊狀固體相當(dāng)安全，不會(huì)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(huì)引起鎂的燃燒。即使鎂塊被引燃，只要將火焰撤離，鎂塊也會(huì)因?yàn)闊崃垦杆偕⑹?，溫度降至燃點(diǎn)以下，火焰會(huì)自動(dòng)熄滅。

鎂塊具有熱容量大、熱量散失快、燃點(diǎn)高的特性。鎂塊的燃燒必須是先將固體鎂塊加熱到650℃（熔點(diǎn)），固體鎂塊溶化后再對液體的鎂繼續(xù)加熱到1100℃（沸點(diǎn)），這時(shí)才會(huì)有鎂蒸氣逸出，氣體的鎂才具有極強(qiáng)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(dá)到20mg/L時(shí)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(jìn)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(diǎn)648.8℃,沸點(diǎn)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(diǎn)，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(jī)理

1.能在空氣中燃燒，燃燒時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)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(dá)到一定濃度時(shí)，遇火星會(huì)發(fā)生爆炸。引燃溫度340—560℃，爆炸下限[%(V/V)]：44～59mg/m3，最小點(diǎn)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(shí)，會(huì)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(jī)構(gòu)，并實(shí)行公司、部門、班組三級管理模式。

（2）安全管理的核心內(nèi)容?！罢l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(huì)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(shí)，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(shí)、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(hù)的 “三防”和“四危害”。“三防”，即防火、防水、防高溫；“四危害”，即強(qiáng)光、高熱、迅猛燃燒、遇水爆炸。

（6）鎂火災(zāi)防護(hù)八項(xiàng)措施：1）盡早撲滅初期火災(zāi)；2）斷電；3）報(bào)警；4）降溫；5）禁水；6）隔絕空氣；7）遇險(xiǎn)逃生；8）防止火源擴(kuò)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(xiǎn)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(gè)相互獨(dú)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(diǎn)應(yīng)該標(biāo)志明顯，取用方便，并實(shí)行專人維護(hù)和保養(yǎng)，不得挪作他用。

（6）作業(yè)區(qū)必須實(shí)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(jī)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(gè)人防護(hù)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(hù)用品有工作服、安全帽、防護(hù)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(jìn)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(jìn)行作業(yè)以前，必須按規(guī)定正確穿戴勞動(dòng)保護(hù)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(hù)用品的人員不能靠近作業(yè)區(qū)域，不能進(jìn)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(yùn)走和進(jìn)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(shí)，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(hù)措施 4.1 鎂合金熔煉區(qū)的安全與防護(hù)

鎂合金熔煉時(shí)的常規(guī)保護(hù)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(huì)增大熔體發(fā)生爆炸和著火的危險(xiǎn)，尤其是當(dāng)汽水與鎂湯接觸時(shí)，會(huì)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(hù)氣體匱乏所致。檢點(diǎn)：保護(hù)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(shí)會(huì)產(chǎn)生零星的火花，操作者不需為此驚慌。

（4）若因保護(hù)氣體匱乏引起液面著火時(shí)，應(yīng)立即丟入大量覆蓋劑并施以充分的保護(hù)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(hù)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(shí)要立即打開爐蓋丟入大量的覆蓋劑及鎂錠，同時(shí)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(shí)舀湯出來已失去時(shí)效性，不需再浪費(fèi)時(shí)間。接著離開現(xiàn)場，從遠(yuǎn)處監(jiān)視其動(dòng)靜。同體積下鋁錠吸收的熱量比鎂高，因此，滅火時(shí)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(yùn)輸過程中的相對溫度變化，鎂合金錠會(huì)吸收一定的水分。鎂合金錠總會(huì)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(shí)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(shí)會(huì)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(hù)氣體，并且熔爐要密封性能良好，確保保護(hù)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(shí)，盡量減少爐蓋口的打開時(shí)間。（6）停爐時(shí)，只有當(dāng)坩堝內(nèi)溫度低于350℃以下時(shí)，才可關(guān)掉保護(hù)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(shí)，嚴(yán)禁用水、二氧化碳或泡沫滅火劑滅火，這些物質(zhì)會(huì)催化鎂的燃燒并引起爆炸。嚴(yán)禁用砂子滅火，因?yàn)榛饎菹喈?dāng)大時(shí)，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(hù)

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(huì)劇烈反應(yīng)，且一旦發(fā)生火災(zāi)時(shí)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(bǔ)救，一旦引起大火或蔓延、爆炸，則

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無法控制和補(bǔ)救，將會(huì)造成巨大的人員、財(cái)產(chǎn)傷亡損失。坩堝內(nèi)層因鎂液的腐蝕和SF6保護(hù)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(dú)存放。生產(chǎn)現(xiàn)場的廢料必須及時(shí)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(xiàng)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(jìn)入熔爐而引起氧化燃燒。

（7）溶化鎂合金必須有氣體保護(hù)，不得將有雜質(zhì)的鎂錠、鎂粉、鎂渣加入。進(jìn)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(shí)在模具上分型面部位加裝飛料擋板。壓鑄時(shí)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(shí)，動(dòng)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(shí)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(shí)，處理方法如下：首先要迅速切斷電源，穿戴防護(hù)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(gè)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(shí)盛液皿中也要放入大量覆蓋劑。此后盡快離開現(xiàn)場，從遠(yuǎn)處觀察動(dòng)靜。不過像這樣的事故很少發(fā)生，關(guān)鍵是平時(shí)要按規(guī)定做好熔爐的定期檢查及維護(hù)，以防患于未然。

4.3 鎂合金機(jī)械加工區(qū)的安全要求與防護(hù)措施

在機(jī)加工和處理鎂合金碎屑時(shí)，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(jī)臺(tái)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(hù)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(jī)臺(tái)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(hù)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(hù)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(chǔ)管理安全要求與防護(hù)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(chǔ)引起鎂合金火災(zāi)而造成重大損失。

（2）鎂的廢料應(yīng)實(shí)行專庫存儲(chǔ)，堆垛一般不超過1.4m3，并適宜存儲(chǔ)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(jìn)行溶解(一般 1kg 干燥 鎂使用 0.6kg 氯化鐵)，可在數(shù)小時(shí)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?jiān)?。由于在這種反應(yīng)中會(huì)產(chǎn)生氫氣，故應(yīng)在室外的敞開容器中進(jìn)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(shí)，應(yīng)將淤渣中的水考慮進(jìn)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(dá)到初始熔點(diǎn)以發(fā)生才會(huì)發(fā)生燃燒。由于高的火焰溫度（3900℃），鎂合金燃燒會(huì)發(fā)出耀眼的白光。這對于沒有經(jīng)驗(yàn)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(huì)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(hù)用品、杜絕疲勞/手機(jī)

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第四篇：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(jì)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(dòng)、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(dá)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(gè)可量產(chǎn)化的輕質(zhì)高強(qiáng)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(jìn)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(dòng)、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(dá)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(jìn)榆林能源基地資源深度轉(zhuǎn)化，拉長產(chǎn)業(yè)鏈條，加大財(cái)政引導(dǎo)資金投入力度，組建省級鎂業(yè)企業(yè)集團(tuán)，集中力量開展技術(shù)攻關(guān)，重點(diǎn)發(fā)展六種鎂合金，加強(qiáng)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(shí)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(gè)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(diǎn)，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(shí)間，但是大多數(shù)處于實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(jī)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(xiàng)目將實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，預(yù)計(jì)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(jī)械和工具、風(fēng)動(dòng)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(dòng)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(tái)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(dòng)，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(shí)現(xiàn)鎂合金產(chǎn)業(yè)化是一項(xiàng)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(dá)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(shí)施、政府和行業(yè)攻關(guān)計(jì)劃方面都積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。此外，臺(tái)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(shí)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(xiǎn)大，若沒有足夠的資金支持，沒有很強(qiáng)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(jī)制運(yùn)作，積極穩(wěn)妥地推進(jìn)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(jī)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(dòng)和產(chǎn)業(yè)化等方面都已經(jīng)嚴(yán)重落后于發(fā)達(dá)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(jià)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(shí)施進(jìn)口替代和鼓勵(lì)出口的戰(zhàn)略，實(shí)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(yàn)，在發(fā)揮市場經(jīng)濟(jì)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(jìn)步與產(chǎn)業(yè)升級來推動(dòng)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(tuán)，使它們成為帶動(dòng)行業(yè)發(fā)展的骨干和中堅(jiān)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(gè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)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(shí)產(chǎn)生的尾氣作為燃料來生產(chǎn)金屬鎂，不僅實(shí)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(shí)，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(dá)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(dòng)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(shí)，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(qiáng)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(jī)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(xiàng)目正式落戶航空城。這一項(xiàng)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(jiān)實(shí)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(gè)領(lǐng)域。特別是在航空產(chǎn)業(yè)，是飛機(jī)襟翼、艙門、輪轂、儀表盤、油路設(shè)備等多項(xiàng)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(jì)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(xiàng)目?！案咝Ч?jié)能鎂合金板帶示范線”項(xiàng)目是“航空鎂合金產(chǎn)業(yè)園”一期的示范項(xiàng)目，采用了最新的“鑄軋＋溫軋”短流程工藝，可實(shí)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(jī)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(dá)到7萬噸以上。項(xiàng)目建成后，將進(jìn)一步擴(kuò)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(jī)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(jì)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(jī)高分子材料、超輕鎂鋰合金等多個(gè)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(dòng)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(xiàng)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(jìn)建設(shè)的東風(fēng)，西安航空基地將加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)集群培育和城市環(huán)境建設(shè)，進(jìn)一步做強(qiáng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和環(huán)境優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)與環(huán)境雙輪驅(qū)動(dòng)，助推西安國際化大都市建設(shè)再上新臺(tái)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(dú)創(chuàng)的鎂循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈模式”獲得國際鎂協(xié)2012環(huán)保責(zé)任獎(jiǎng)，這是該獎(jiǎng)設(shè)立70年來，第一次由中國單位獲得。而這個(gè)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(gè)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(qiáng)”原鎂業(yè)本身就是個(gè)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(jī)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(jì)活動(dòng)和生產(chǎn)要素向其集中的能力還不強(qiáng)，還不能形成聚集經(jīng)濟(jì)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(qiáng) 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(shí)現(xiàn)這種材料的規(guī)?；a(chǎn)，屆時(shí)不僅將帶動(dòng)整個(gè)鎂合金產(chǎn)業(yè)的啟動(dòng)，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(shí)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(diǎn)，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(shí)間，但是大多數(shù)處于實(shí)驗(yàn)室階段，直到2010年西安交通大學(xué)與經(jīng)過兩年來的進(jìn)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(xiàng)目將實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，預(yù)計(jì)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(hù)條件下進(jìn)行中間合金及合金材料的熔煉。通過彌散強(qiáng)化、固熔強(qiáng)化機(jī)理提高了鎂鋰合金強(qiáng)度，通過將鎂合金的塑變機(jī)制由孿晶變形改變?yōu)橐曰茩C(jī)制為主，使合金塑性大幅度提高。

該項(xiàng)目在航空、航天、機(jī)械、電子、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域形成廣泛的應(yīng)用前景，填補(bǔ)國內(nèi)空白，對促進(jìn)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(dòng)作用，并創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

鑒定委員會(huì)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(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)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。

第五篇：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(jī)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(diǎn)。通過對國內(nèi)焊接的研究現(xiàn)狀及成果進(jìn)行分析，簡述了鎂合金的應(yīng)用情況及其焊接特點(diǎn)，介紹了鎂合金的鎢極氬弧焊，電子束焊及電阻點(diǎn)焊，攪拌摩擦焊，激光焊等常用的幾種焊接方法及其研究。總結(jié)了各類焊接方法的特點(diǎn)，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(jìn)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(shí),鎂合金還具有高的比強(qiáng)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(shí)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(diǎn)低,線膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱率高,與氧、氮的親和力強(qiáng),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(diǎn)和難點(diǎn),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(diǎn)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(diǎn)，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(shí)存在的熔深淺的缺點(diǎn)。

電子束焊

鎂合金因具有較低的熔點(diǎn)、較高的化學(xué)活性及高的熱導(dǎo)率，鎂合金焊件接頭強(qiáng)度一般低于母材，因此高能量、焊劑保護(hù)及真空環(huán)境下進(jìn)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(kuò)散時(shí)間及擴(kuò)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(diǎn)焊

電阻點(diǎn)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(diǎn)焊工藝與鋁合金點(diǎn)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(diǎn)，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(gè)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(dá)到鍛造溫度, 然后施加一個(gè)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(huì)在初始的摩擦中得以去除, 所以不會(huì)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(diǎn)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(kuò)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接。在焊接過程中,激光束照射到金屬表面時(shí), 材料將瞬時(shí)汽化并在束流壓力和蒸汽壓力的共同作用下形成一個(gè)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(shí), 焊縫的背面成形受熱輸入和氣體保護(hù)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(bǔ)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。

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