镁合金基础知识介绍.ppt

鎂合金基礎介紹 及案例探討 華南檢測金屬 武俊偉 内 容 鎂合金應用及特點 鎂合金物理特性 鎂合金結構/組織/成分/成型 鎂合金腐蝕性 表面處理類型 未來發展方向 案例介紹 鎂合金應用 1). 結構材料 镁合金比强度高，在航空工业很受青睐； 镁合金最輕的結構金屬，汽车工业上主要用于制造汽车方向盘，轮觳，座椅支架和变速箱壳体等； 鎂合金應用 镁合金零件重量轻，惯性小，在纺织和印刷行业中用于高速运动的零部件； 能对电磁场进行一定程度的屏蔽是镁合金的特性，这个特性使得镁合金零件取代塑胶制品成为3C产业中的新亮点。 鎂合金應用 2). 非結構材料 镁可以作为铝合金，锌合金，铅合金等有色合金的合金化元素； 在制备镍合金和铜合金时可用做脱氧剂和脱硫剂； 球磨铸铁在浇铸前用镁做孕育剂； 在生产铍，锆，钛金属时用做还原剂； 利用电化学电位低的特点镁广泛应用在牺牲阳极和电池极板工业。 鎂合金應用 鎂合金物理特性 原子序數 12 熔點 650℃ 密度 1.74g/cm3 標準電機電位(Mg2+/Mg) –2.37 Vnhe 密排六方結構 （a=0.320nm, c=0.520nm） 原子体积14.0cm3/mol 鎂合金結構 鎂合金結構 鎂合金成分 鎂合金成分 鎂合金組織 鎂合金組織 鎂合金成型工藝 (1) Introduction of molten metal into a mold cavity; upon solidification, metal conforms to the shape of the cavity. 鎂合金成型工藝 (2) Bulk deformation processes that induce shape changes by plastic deformation under forces applied by tools and dies. 鎂合金分類 化學成分 是否含Al: 含Al鎂合金，不含Al鎂合金 是否含Zr: 含Zr鎂合金，不含Zr鎂合金 主要合金：Mg-Al-Zn, Mg-Mn, Mg-Zn-Zr, Mg-RE-Zr等 成型工藝 鑄造鎂合金(cast): 砂型鑄造(sand cast), 壓鑄(die cast) 變形鎂合金(wrought): 鍛造(wrought)，擠壓(extruded)，軋制(rolled) 鎂合金的腐蝕 鎂合金的腐蝕 如何提高？ 1.控制杂质含量 發展高純鎂合金(AZ91D, AZ91E, AM60B) 2.採用快速凝固 擴大固溶度限制和細化晶粒 Al content: RS (5~9%) semi-solid (~3%) AC (~2%) 3.进行表面处理 鎂合金表面處理 化學轉化膜 鉻酸鹽，磷酸鹽，高錳酸鉀（加HF或HNO3)爲主的化學轉化 膜層薄而軟，主要做中閒工序 陽極氧化 以Mg或Mg合金為陽極，通外加電流在鎂件表面形成膜層的過程； 大工件難得到均勻膜層； 有孔隙，膜層結合力較Al件差 鎂合金表面處理 微弧氧化 利用微弧區瞬間高溫燒結作用直接在鎂合金表面原位生長陶瓷膜； Mg基體/界面層/緻密層60~70%/疏鬆層~20%， 與基體結合牢固，結構緻密，耐磨，耐蝕，絕緣性佳 鎂合金表面處理 激光處理 表面的快速融化與凝固，納秒脈衝内可產生1010℃/s的冷卻速度 金屬表面改性形成亞結構固溶体 離子注入 高真空狀態下，加速的高能離子在高壓下以高速衝擊要處理的樣品表面注入樣品内部的方法 形成亞穩態或平衡態表層合金或陶瓷埋入層 未來發展方向 6th international conference on Magnesium alloys and their applications，2002 1. 專案背景 1. 專案背景 1. 專案背景 2. 分析步驟 3. 分析結果—化成后表面（1） 3. 分析結果—化成后表面（2） 3. 分析結果—化成后表面（2） 4. 嫌疑制程驗證（1） 4. 嫌疑制程驗證（2） 4. 嫌疑制程驗證（3） 5. 改善措施 未研磨 磁力震動研磨后 五級 六級 零級 鹽霧試驗對比 嫌疑犯 = 真兇 * Prepared by international Magnesium association 主要合金元素: Al Zn Mn 主要合金元素: Zr Sn Y Th Be 雜質: Fe Ni Cu Co A - Al S - Si Z - Zn M - Mn K - Zr T - Sn Q - Ag C - Cu X - Ca J - Sr E- Rare earth Die Casting Sand Casti