汉中稀土镁合金材料出售稀土镁合金材料厂家
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锂的密度只有530kg/m3,将它加入镁中形成的镁-锂合金是的密度低于镁基体的镁合金,是当今密度小、比强度高的结构合金,镁-锂合金的另一特点是有良好的塑性加工成形性能,可进行冷加工。
根据二元镁-锂相图,在589℃时发生共晶反应:
L→α-Mg+β-Li
在共晶温度时,锂在镁中的固溶度为5.5%Li,共晶点为7.5%Li,温度降低时,其溶解度几乎没有变化。β-Li为体心立方晶格固溶体,有良好的塑性,比α-Mg的还高一些。合金的锂含量大于5.5%时,组织中会出现强度很低而塑性高的β-Li,导致合金的强度性能下降而塑性上升。因此,镁-锂合金不能进行热处理强化,也不需要通过晶粒细化处理来提高塑性。
根据锂含时的不同和组织不同,镁-锂合金可分为三类:
含锂量低于5.5%的合金,其组织为Li溶于密集六方晶格镁中的α-Mg固溶体;
含>5.5%Li~10.2%Li的合金,其组织为均一的β-Li固溶体晶粒。β-Li的晶格为体心立方,它的冷、热成形加工能力比α-Mg的高,允许变形量虽可达50%~60%,但仍比铝及铝合金的低得多。
Mg-Li合金的缺点是有很高的化学活性,锂易与空气中的氧、氢、氮反应,形成稳定的化合物。因此,Mg-Li系合金的熔炼铸造在惰性气体保护下进行或在真空条件下进行。镁-锂合金的抗蚀性不高,比一般常用镁合金的还低,还有相当严重的应力腐蚀开裂倾向。
二元镁-锂合金的力学性能不高,和Al、Zn、Si等元素一同加入镁中,虽可以显著提高强度性能,但是尚未获得广泛的应用,美国航空航天局(NASA)1960年研发的LA141A是有代表性的Mg-Li合金,已用于制造人造卫星及航空器零件,此外还有LA91、LAZ933合金,它们含9%~14%Li,其密度只有1250 kg/m3~1350kg/m3,比弹性模量却很高。LA141A和LS141A含金是用得较多的Mg-Li合金,它们含13%Li~15%Li,前者还含0.75%Al~1.75%Al,后者还含0.5%Si~0.8%Si。Mg-Li合金的比强度高,震动衰减性能强,可切削加工性优,是制造航空航天器的结构材料。
LA141合金的室温弹性模量为42GN/mm2,与传统镁合金弹性模量的45GN/mm2相差不多,但它的密度为1350kg/m3,比大多数常用镁合金的1800kt/m3左右的低得多。LA141合金的挠曲刚度比同等质量传统镁合金的大一倍。LS141A合金的弹性模量为41GN/mm2,密度为1330kt/m3,其挠曲刚度比LA141合金的大一些,为铝合金的5倍余。
LA141A和LS141A合金的含锂量均>11%,有较好的室温成形性能。LA91合金的组织较复杂,为α+β;LA141合金的组织由体心立方晶格的固溶体和面心立方结构的LiAl及亚稳定的面心立方晶格的AlLi2Mg金属间化合物组成。镁-锂合金也可以产生一定的加工硬化作用。LA141合金在T7状态应用(固溶处理-空淬-177℃稳定化处理)。稳定化处理可以削除镁-锂合金的应力腐蚀开裂敏感性。同其他镁合金一样可以进行焊接和热加工,但焊后对焊接部位进行应力消除处理,以防应力腐蚀开裂,总体来说,镁-锂合金的抗腐蚀性能还不如常规镁合金的。
含量分别<4%的Mn、Zn、Cd等可提高Mg-Li合金的抗蚀性,Mn的效果好;Si、Sb显著降低合金的抗蚀性;Al、Sn对合金抗蚀性的影响与其含量有关:含0.6%~1.0%,合金的抗蚀性随含量增加而下降,>1.0%后其抗蚀性随含量的增加而略有上升。向Mg-Li合金添加少量Al和Ca可在表面形成较稳定的Mg(OH)2基化合物保护层而提高合金的抗蚀性,还对合金的可成形性及抗蠕变强度有利。Mg-Li系合金在潮湿中有强烈的应力腐蚀敏感性。
由于镁的电极电位很低,为-2.34V(相对于标准氢电极),易于发生电偶腐蚀,在电解质中与其它金属接触时,易于形成腐蚀微电池,导致镁合金表面迅速发生点蚀。因此,在电镀或化学镀时,在镁合金上形成的镀层无孔,否则不但不能有效防止腐蚀,反而会加速镁合金的腐蚀。尤其是进行浸锌、直接化学镀镍等前处理时,所形成的底层无孔。对于镁合金上的Cu/Ni/Cr镀层,曾有人提出镀层的厚度至少应为50μm,无孔才能进行室外应用.镁合金上电镀或化学镀所形成镀层的质量还取决于镁合金的种类。对于不同的镁合金,由于元素组成及表面状态不同,进行前处理时应采取不同的方法,镁合金表面存在大量金属间化合物,如MgxAly金属间相的存在,导致表面电势分布不均,增加了电镀及化学镀的难度.电镀及化学镀的共同缺点是镀液中含有重金属,影响镁合金的回收利用,增加了回收的难度与成本。
因此,有人采用电镀锌之后焦磷酸盐电镀铜来代替氰化镀,声称获得的锌层厚度达0.6μm,适用于大多数镁合金,随后进行电镀或化学镀,可获得结合力良好的镀层,电镀锌及浸锌可同时进行也可分开进行,步骤如下:除油碱洗酸洗活化浸锌电镀锌预镀铜另一种前处理方法在镀铜时采用含有硅酸盐的镀液,对于形状复杂的镁合金也可获得均匀的镀层,耐蚀性、可焊性、导电性、结合力等性能均良好,前处理后可以电镀或化学镀各种金属。电镀锌后增加电镀锡步骤可以提高镀层的耐磨性能。直接化学镀镍对于AZ91铸造镁合金进行浸锌处理时相当困难,为了解决这个难题,Skata等人发明了一种新的前处理方法,直接在镁合金表面化学镀镍,得到的镀层均匀、结合力良好,处理流程如下:清洗除油碱蚀酸活化碱活化碱性化学预镀镍酸性化学镀镍该方法的缺点是采用酸性化学镀镍溶液,一旦底层存在孔隙,会导致基体镁的点腐蚀。英国PMD公司开发出了一种更为简单有效的处理方法,获得的化学镀镍层中磷的质量分数为4%~5%,过程如下:前处理碱洗酸蚀氟化物活化化学镀镍酸蚀、碱蚀、活化及化学镀对结合力均会产生很大影响。浸蚀、活化不充分将导致镀层结合力不好。氟化物活化可以用HF或NH4HF2,用HF活化会产生很宽的电化学窗,而NH4HF2活化后电化学窗很窄(pH值5.8~6.0,温度75~77℃).酸腐蚀采用铬酸时会严重腐蚀镁基体并产生还原的铬层,但随后的氟化物活化可以去除铬层,并可以通过控制镁合金表面的钝化来控制镍沉积速度。对于MA28镁合金,有人研究了氟化物钝化对化学镀镍的影响,镀液中含有氟化物,作用是在化学镀过程中抑制镁合金基体的腐蚀,得到的镀层结合力好,但镀液使用寿命很短,工业化生产无法接受,加入络合剂氨基乙酸可以起到稳定镀液的作用。