四平挤压镁合金加工镁挤压坯料

合金化是提高镁合金力学性能的一个重要途径｡添加少量Zn可显着改善合金的力学性能,且对人体害作用｡挤压态的Mg-Zn 合金有望发展成为理想的可生物降解的骨组织工程植入物｡Zr元素具有的生物相容性和骨相容性,是一种良好的晶粒细化剂添加元素,常用于改善镁合金的力学性能｡

针对生物医用镁合金管材加工制备,主要是通过直接挤压成形或者通过挤压成形后进行多道次的拉拔成形｡挤压镁合金可以获得细化均匀的晶粒,具有更高的强度和更好的延展性,能满足多样化结构部件的需求｡但是由于镁合金的塑性较差,因此如何改善挤压镁合金的显微组织､提高合金的力学性能成为关键｡不同的挤压工艺参数会导致镁合金挤压管材的显微组织和力学性能存在差异,但如何在不改变挤压工艺参数下,通过改善合金初始组织从而提高合金的力学性能的研究报道较少｡

电磁搅拌后,Mg-4Zn-0.3Zr合金晶粒细化且更加均匀,平均晶粒尺寸从91.3μm 降低到85.7μm｡合金中的MgZn相数量减少,在晶粒内部有孪晶形成,且存在较多的小角度晶界｡另外,抗拉强度和屈服强度分别为189 MPa和105 MPa,伸长率提高到17.3%｡由于电磁搅拌合金中的孪晶和小角度晶界的存在,经热挤压后,电磁搅拌Mg-4Zn-0.3Zr合金动态再结晶的程度高,晶粒更加细小,抗拉强度､屈服强度和伸长率分别达到了241 MPa､178 MPa和25.2%｡

而在这几十年的变迁中，镁合金一般会被用于新能源四轮车的外壳或底盘。它的优势在于比铝合金更轻，能够保持高抗拉强度和阻尼能力，延伸率和冲击抗力则明显好于压铸铝合金，具有优良的力学性能。同时它的流线造型堪比碳纤维，可以做出如跑车级的外观设计，但价格却远远低于碳纤维等流行的轻质材料。

随着工艺技术的进步和设计水平的提高，由镁合金制作出的自行车一体轮组的轻量化优势十分明显：就是高刚性及高抗弯曲性；再次，其具备优良的吸震性，吸震效果达到铝的25倍，这样可以消费者拥有更好的骑行舒适性；当然，它的高温挤压成形工艺性良好，通过挤压薄壁镁合金管件去减轻车重；后，镁合金是绿色材料，，能够二次回收，利用简单。这样一种性的材料，谁敢说不会是下一个颠覆者呢?
在挤压棒材上利用线切割加工出 Φ10×2 mm的片状试样，然后依次使用400#、800#、1200# 和2000# 的Si C砂纸打磨。把打磨好的样品，放置于装有酒精的烧杯中，超声波清洗5 min后，电吹风吹干备用。实验过程中，将试样浸泡于装有Hank’s溶液的离心管内，置于37 ℃的恒温箱内，模拟材料在人体内的降解行为，试验样品表面积(cm2) 与Hank’s液体体积(m L)的比例为2.5:1，每种合金选取9个平行样。在浸泡过程中，每24h记录一次Hank’s溶液的p H之变化，并更换一次溶液以保持溶液的p H值保持在正常的人体范围内。分别于1、2、3周后，每种合金取出其中3个样品，放入25wt.% 的铬酸中超声清洗3min以除去样品表面腐蚀产物，然后依次使用水和酒精进行清洗，电吹风吹干后用电子天平称重，计算出平均腐蚀速率，并使用扫描电子显微镜观察样品的腐蚀形貌。平均腐蚀速率的计算公式为 :

平均腐蚀速率=(K×W)/(A×T×D) (1)