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镁合金半固态加工技术 谢水生，李兴刚，江运喜 北京有色金属研究总院加工中心 摘要：镁合金由于其具有低密度、高的比强度和比刚度、良好的导电导热性和电磁屏蔽性而日益受到工业界的瞩 目。采用半固态加工技术生产的镁合金零部件，精度高、质量好，可与近终形加工技术相衔接等特点，同时可以消除传 统压铸方法生产镁合金零件所产生的气孔、缩松等缺陷，已在日本和台湾的电子产业中得到应用。本文主要介绍已开发 成功、适用于镁合金的半固态浆料制备方法，其中包括搅拌法、半固态等温热处理法、浇注温度控制法、化学晶粒细化 法等，探讨工艺因素对半固态浆料组织的影响，同时介绍镁合金半固态成形的主要方法一注射戍形技术，最后对镁合金 的半固态加工技术做了展望。 关键词：镁合金，半固态，搅拌法，半固态等温热处理法，浇注温度控制法，化学晶粒细化法，注射成形，流变成形， 触变成形 —净—- 刚 吕 陷，因此限制了它在上述行业，尤其是交通运 作为最轻的金属结构材料，镁合金具有低 输、汽车行业中的应用。 密度、较高的比强度和比刚度、优良的导电导 半固态加工技术利用半固态材料的触变性和 热性和阻尼性能、优异的铸造性和町加工性， 优良的组织结构，成形零件的力学性能与锻件相 因而日益受到工业界尤其是汽车和电了行业的瞩 近，成形产品的尺寸及精度较高，尤其对镁合 目：1-4]。采用镁合金等轻质材料制成的汽车，由 金的半固态加工，町以大大降低普通压铸方法生 于大大降低了汽车的自莺，因此口J-以节约能源， 产镁合金零部件时的气孔和缩松等缺陷，为镁合 显著降低汽车尾气排放引起的温室效应和对臭氧 金的大范围推广和应用打下基础。 保护层的破坏，改善环境；同时电子行业中， 本文简要介绍镁合金半固态浆料的制备和镁 利用镁合金较高的导热性、抗电磁十扰性、可 合金成形几种主要方法，同时对镁合金的应用前 压铸薄壁件、具有金属质感和易于回收等特点， 景做了展望。 已经开始替代传统的高分予材料，因此被誉为二 1镁合金半固态浆料制备方法 十一世纪最具开发和应用潜力的“绿色材料”。 目前发达国家正在积极开发镁基材料，我国的镁 1．1搅拌法 资源极其丰富，国家将镁资源的开发列入国家 1机械搅拌法[6-121 “十五”科技攻关计划的重点项目。传统的镁 机械搅拌法是最早采用的方法，其设备构 合金零件的生产方法是压铸，由于存在气孔等缺 造简单，可以通过控制搅拌温度、搅拌速度和 78 。 冷却速度等工艺参数，使初生树枝状晶破碎而成 镁合金零件机械性能和组织细小，应加大坯料制 为颗粒结构，从而研究金属凝固规律和半固态金 备时的冷却速度。 属流变性能。机械搅拌装置一般分为连续式和间 机械搅拌法制备的半固态金属浆料的固相百 歇式两种类型，还有的学者将SCR法也归于机械 分比一般在30％-60％之间，低于30％时，破碎 搅拌法。连续式搅拌装置采用棒式和螺旋式： 的树枝状晶粒在凝固过程中会产牛粗化，倾向于 棒式装置具有金属液不易氧化、固相分数易控 向枝晶发展；而高于60％时，浸入半固态浆料 制、能连续生产的优点，其缺点是出料速度较 的搅拌器有停止和破损的危险；虽然采用机械 慢，搅拌棒易损耗：螺旋式装置具有向下挤压 搅拌法