漳浦县销售铸造镁合金铸造镁合金厂家
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就航空材料而言,结构减重和结构承载与功能一体化是飞机机体结构材料发展的重要方向。镁由于其低密度、高比强度的特性使得其很早就在航空工业上得到应用。航空材料减重带来的经济效益和性能的改善十分显著,商用飞机与汽车减重相同重量带来的燃油费用节省,前者是后者的近100倍。而战斗机的燃油费用节省又是商用飞机的近10倍,更重要的是其机动性能改善可以提高其战斗力和生存能力。正因为如此,航空工业才会采取各种措施增加镁合金的用量。
随着轻质结构材料在航空航天、及汽车等重要工业领域中的大规模应用,镁合金以其低密度、的特点受到科研人员的高度重视,并得到企业界的关注。在镁合金体系中,相比于传统的镁铝系和镁锌系合金,以稀土为主要合金元素的镁稀土合金具有更高的强度和抗蠕变性能,因而其作为结构材料在上述关键领域具有广泛的应用前景。基于上述需求,近年来国内外学者开发了一系列的镁稀土合金材料,并开展了相关的制备、加工技术和应用研究,取得了较大的进展。但在镁稀土合金开发和应用过程中,仍遇到一些困难及技术瓶颈难题,主要表现在材料的成分设计、熔体纯净化与细化、材料制备与成型加工技术及产业化应用等方面。近日上海交通大学轻合金精密成型中心丁文江院士、吴国华教授与江苏大学材料学院汪存龙博士及上海理工大学材料学院孙明博士等人系统综述了铸造镁稀土合金的研发与应用概况。该文主要针对镁稀土合金的材料设计、熔体纯净化与细化、材料液态加工技术、镁稀土合金的产业化应用等进行了详细的综述。(1)镁稀土合金材料体系的开发稀土元素(RE)通常分为两类,即轻稀土和重稀土,已经开发的高强耐热Mg-RE系合金主要以重稀土为主,例如Mg-Gd,Mg-Y,Mg-Nd,Mg-Dy,Mg-Sm等。上述新近开发的Mg-RE合金具有与常规Mg-Al或Mg-Zn系列合金相当的密度但力学性能得到大幅度提高;而与铸造Al合金相比,其具有相当的强度和更低的密度;因而镁稀土合金具有兼具高强度和低密度的优势。常见的铸造铝合金和镁合金的屈服强度和抗拉强度随轻金属密度变化的示意图如图1所示。由于Mg-Gd和Mg-Y合金具有很强的时效硬化能力和潜在的实际加工潜力,因此成为研究多的合金,而现有的镁稀土合金也主要基于此两种体系。
镁合金是一种节能、环保新型结构材料,质量轻、硬度大,在强度、刚度、制造性、加工方式、导热性、稳定性等方面,与传统材料相比都具有明显的性能优势,已发展成为除钢铁、铝合金之外的第三大金属结构材料。通过对镁合金的常见焊接技术进行分析研究,择优选用熔化极惰性气体保护焊进行试验研究验证,具体阐述了试验用镁合金板材的熔炼铸造,以及焊接过程中接头对接形式、焊丝选用、焊接电流设置、焊接速度、气流量、焊后热处理等焊接关键技术,后对焊接接头的外观、力学性能及硬度进行测定,综合分析后表明镁合金根据文中焊接关键技术进行焊接操作,可以取得良好的焊接效果。
镁是化学元素周期表中比较的金属元素,具有非常强的化学活性和氧化性[4]。纯镁为银白色,表面容易与空气中的氧气发生氧化反应,生成氧化镁薄膜。镁的密度很小,相应地镁合金密度也比较小,是比钢铁、铝合金更轻的轻型结构材料[5]。主要特点如下:
(1)镁合金的密度很小,相当于铝合金的35%左右,钢铁的25%左右。
(2)镁合金稳定性强,可以进行快速切削加工,且能够保持较高的铸造尺寸精度和机械加工尺寸精度。
(3)镁合金具有很强的抗电磁干扰屏蔽性,在生产加工与使用过程中具有很强的适用性。
(4)镁合金的化学性质活泼,热加工性较弱,在熔炼铸造与焊接过程中容易产生缺陷。
镁合金与钢铁、铝合金一样,都属于金属结构材料,都可以通过机械加工、熔炼铸造锻压、焊接热处理等方式进行生产加工[6]。一般地,镁合金按照合金系的不同主要分为五大类:Mg-Al 系合金、Mg-Zn 系合金、Mg-Mn 系合金、Mg-RE 系合金、Mg-Li 系合金。按照生产加工方式的不同分为两大类:铸造镁合金、变形镁合金[7]。
具体的熔炼铸造过程分六步:
(1)配料:按炉化5kg 镁合金,根据镁合金板材熔炼铸造原料配比表进行计算,确定各组分的用量,然后进行称量取材,再放入烘箱进行烘干处理后备用。
(2)装料熔炼:给熔炉进行加热,装入称取的合金原料,待炉温升至650℃时,轻轻加入炉料35%Mg,并同时输入保护气体,再继续给熔炉缓慢加热升温熔炼。
(3)合金化:待炉温升至700℃时保持温度确保合金原料完全熔化,然后加入配料5%Zn,以及强化元素稀土Nd,再进行连续搅拌约150s,确保熔炉内原料完全熔化,再继续给熔炉缓慢加热升温,直至熔炉内溶液温度达到730℃时进行变质处理。
(4)变质处理:熔炉内溶液温度达到730℃时,逐渐加入变质剂并同时进行搅拌操作,防止溶液飞溅和混合不均,然后静置保温约5min,以确保溶液进行充分变质处理。
(5)静置浇注:撇去熔炉内溶液浮渣,并继续静置15min,然后将熔炉内溶液缓缓浇注到镁合金板材模具中,保持模具水平静置。
(6)冷却取用:待模具内镁合金板材完全成形冷却,再从模具中取出进行切割处理,长宽厚尺寸分别为180mm×50mm×8mm,以留作焊接试验使用。