汉沽供应镁丝镁条
-
¥100.00
近年来对轻质材料的需求越来越大,镁合金作为结构材料由于具有比重小、比强度和比刚度高、导热和导电性好、切削加工性好、优良的阻尼性和电磁屏蔽性、易于加工成形和回收等优点,因此广泛应用于汽车、电子、通讯等行业,被誉为"21世纪的绿色工程材料”。
根据成形工艺的不同,镁合金材料主要分为铸造镁合金和变形镁合金两大类。前者主要通过铸造获得镁合金产品。包括砂型铸造、型铸造、熔模铸造、消失模铸造、压铸等。其中压铸是成熟、应用广的技术。而后者则是通过变形生产尺寸多样的板、棒、管、型材及锻件产品。并且可以通过材料组织的控制和热处理工艺的应用,获得更高的强度、更好的延展性、更好的力学性能,从而满足更多结构件的需要。另外,镁合金的半固态成形作为一种新型铸造技术也得到了广泛的研究与应用。
压铸是镁合金主要、应用广泛的成形工艺。镁合金有优良的压铸工艺性能:镁合金液粘度低,流动性好,易于充满复杂型腔。用镁合金可以很容易地生产壁厚1.0mm~2.0mm的压铸件,现在小壁厚可达0.6mm。镁压铸件的铸造斜度为1.5,而铝合金是2~3度。镁压铸件的尺寸精度比铝压铸件高50%。镁合金的熔点和结晶潜热都低于铝合金,压铸过程中对模具冲蚀比铝合金小,且不易粘型,其模具寿命可比铝合金件长2—4倍。镁合金件压铸周期比铝件短,因而生产效率可比铝合金提高25%。镁合金铸件的加工性能优于铝合金铸件,镁合金件的切削速度可比铝合金件提高50%,加工耗能比铝合金件低50%。生产经验表明由于生产,热室压铸的镁合金小件的总成本低于冷室压铸的铝合金同样件。
镁合金的凝固和化学性能方面的特点,使得镁合金在消失模铸造中产生了很多问题,特别是浇不足和氧化燃烧。由于镁合金低的密度和比热容,气化泡沫模样所需要的热量来自高温液态镁合金的潜热从而阻碍了充型,而且镁合金的结晶温度范围宽,因此消失模充型时金属液的压头作用小,极易过早停止流动,产生浇不足缺陷。镁合金的化学反应可能通过使用在镁合金砂型铸造工业中应用的阻燃剂和辅助使用高孑L隙率的模样涂料进行控制,还可以采用可控气氛进行防止浇注时的氧化燃烧。另外,高密度的泡沫模样吸收更多的热量,产生更多的液态和气态产物,降低了镁合金的充型性。但泡沫模样在浇注过程中产生的还原性气氛降低甚至阻止镁合金的氧化燃烧,了镁合金在加工成型过程中的安全性,也有利于镁合金熔体的洁净。
目前镁合金的塑性成形过程主要为锻造和挤压,少量为轧制成形,且均需采用热加工方式。因此,变形温度是重要参数,同时变形速率和应力状态也是重要的考虑因素。
1)锻压成形:镁合金锻造性能取决于3个因素:合金的凝固温度、变形速率及晶粒大小。为了良好的加工性能采用具有可锻性的AZ和ZK系镁合金坯料或坯棒。这两系合金可通过添加晶粒细化剂和合金元素得到满意的晶粒尺寸。但铸造组织的晶粒度一般不符合锻造要求,须先将铸锭加以挤压,得到锻造所需晶粒尺寸,再以高变速率锻造成形。镁合金在其固相线温度以下55℃范围内进行锻造,锻造温度过低可能形成裂纹。液压机和低速机械压力机是其模锻的常用设备。
2)挤压成形:镁合金可以挤压成各种管材、棒材和型材。包括带凹角和暗槽的型材,大直径和变截面厚度的薄壁管等难加工的产品。挤压材料也是AZ和ZK系镁合金,温度一般控制在300℃—460℃之间,具体温度的选择还和特定的合号和挤压形状有关。因为镁在变形过程中会产生大量热,所以挤压过程中充分冷却,否则合金温度可能超过固相线温度而导致开裂。
3)轧制成形:铸造成平面形状且有圆形边缘的镁锭可以用来进行厚板和薄板的轧制。一般镁合金厚板厚度范围为11.0mm—70mm,薄板厚度为0.8mm—10mm。镁合金的冷轧性能不佳,一般厚板可以在热轧机上直接生产,而薄板一般采用冷轧和温轧两种方式生产。
镁合金热轧时,一方面要铸态组织得到充分变形,达到改善组织的目的,因此要有一定的变形量;另外,由于多晶镁合金滑移系少,晶粒不易产生宏观屈服而易在晶界产生大的应力集中,合金很容易发生晶间断裂。试验研究发现开坯时变形量控制在压下量s二30%左右合适。镁合金板材在轧制以后一般要进行退火及热处理,加工组织发生再结晶。其退火温度应选择在靠近完全再结晶温度范围内。
2.2超塑性变形
超塑性是指晶体材料在拉伸时表现出大的应变。已有的研究结果表明,镁合金在一定条件下不但具有很高的塑性,而且甚至出现明显的超塑性。当晶粒细化到一定程度(约10—6m),镁合金可获得相对的超塑性。通常超塑性现象主要发生在高温(约等于0.7Tm,Tm为材料的熔点),应变速率相对较低,工业生产中受到限制。Langdon提出了超塑性变形的两个必要条件:①局部缩颈受到限制;②空洞内部相互连接受到抑制。目前,采用高应变速率超塑性成形和低温超塑性成形获得细小晶粒。其中,等通道角挤压技术是低温超塑性的一种方法,在200℃温度下可使AZ91镁合金延伸率达到675%。
半固态成形过程一般包括非枝晶组织的制备、二次加热和半固态成形3个步骤。制备非枝晶组织的坯料是半固态成形的前提,机械搅拌法是早采用的方法,其设备构造简单,但工艺参数不易控制,很难产品质量的一致性。目前工业化生产中,应用为广泛的方法有:电磁搅拌法、应变诱发熔化激活法(SIMA)和半固态等温热处理法(SSIT)以及化学晶粒细化法等。
3.1电磁搅拌法
利用电磁感应在凝固的金属液中产生感应电流,感应电流在外加磁场的作用下促使金属固液浆料激烈地搅动,使传统的枝晶组织转变为非枝晶组织。一般用于生产直径不大于150mm的棒坯。该方法在很大程度上克服了机械搅拌的缺点,可实现连铸,生产,是目前工业化生产中应用为广泛的一种方法。
3.2应变诱发熔化激活法(SIMA)
预先连续铸造出晶粒细小的合金锭,再将合金铸锭进行足够的预变形,然后加热到半固态。在加热过程中,先发生预变形,然后部分熔化,使初生相转变成颗粒状,形成半固态合金材料。此方法对制备较高熔点的非枝晶组织合金具有特的性,但只能制备直径小于60mm的坯料。
3.3半固态等温热处理法
在合金熔融状态时加人变质元素,进行常规铸造,然后把锭坯重新加热到固液两相区进行保温处理(半固态等温热处理),终获得具有触变性的非枝晶组织。主要工艺参数有添量元素的种类、加入量、半固态等温温度和保温时间等。
3.4化学晶粒细化法
是近几年开发的新方法。通过添加晶粒细化剂或变质剂,增加外来晶粒数量或改变结晶方式来细化晶粒组织,使生产的锭坯适合于半固态铸造。据报道,挪威NorskHydro公司已经通过化学晶粒细化法与特殊的凝固条件结合制备了镁合金AZ91的细晶粒铸锭。
半固态触变成形之前,先要进行局部重熔(二次加热)。应根据加工零件大小分割具有非枝晶组织的坯料,然后将其加热到半固态温度后再进行成形加工。其目的一是为了获得不同工艺所需的固相体积分数,二是将有些工艺(电磁搅拌,化学晶粒细化法等)获得的细小枝晶碎片逐渐长大,并转化成球状结构,从而为触变成形创造有利条件。