先進凝固技術論文

1、<p>　　二 ○ 一 五 年 專 業(yè) 課 論 文</p><p>　　先 進 凝 固 技 術</p><p>　　學 院：材料科學與工程學院</p><p>　　專 業(yè)：材料工程</p><p>　　姓 名：郭皓</p><p>　　學 號：2014231008<

2、;/p><p><b>　　專業(yè)課教師：張曉峰</b></p><p><b>　　一 前言</b></p><p>　　鎂及鎂合金作為一種新型的應用材料，近年來已廣泛應用于軍用、民用領域，如在航空航天、航海、通信、醫(yī)療、廣播電視、音響影像器材、微電子技術、光學儀器等領域內，在汽車、摩托車、工具、家電電器、手機、計算機及電子設

3、備等制品中都可看到鎂合金的身影，在煉鋼脫硫、鋁合金生產、防腐工程中都離不開鎂原料。在汽車行業(yè)，上海汽車集團公司、一汽集團、東風汽車集團、江鈴汽車公司等國內大的汽車公司均開始使用鎂制零部件。根據相關研究，汽車單車自重每減輕100Kg，每百公里耗油可減少0.7L左右，每節(jié)省1L燃料可減少二氧化碳排放量2.5g。而通過鎂合金零部件的使用可有效的實現(xiàn)汽車輕量化目標。鎂合金應用于交通工具，除減重和降低油耗，還可以提高整車加速、制動性能，還能降低行

4、駛振動和噪聲，提高舒適度，可以加快散熱，使發(fā)動機的綜合性能提高一個檔次，具有良好的經濟效益。</p><p>　　鎂合金的半固態(tài)成形目前是各國研究的熱點：Ya-no Ei ji等利用余熱的冷卻斜槽近液相線鑄造獲得了半固態(tài)AZ91D鎂合金組織；J M Kim等利用兩步加熱法得到了半固態(tài)AZ91鎂合金漿料；Czerwinski F開發(fā)了半固態(tài)加工與擠壓、噴射成形結合在一起的新的鎂合金加工技術，以Mg-9% Al-1%

5、Zn為例分析了組織性能變化規(guī)律；Chen J Y和Fan Z研究了半固態(tài)漿料的流變模型；Koren Z等研究了AZ91和AM503鎂合金半固態(tài)熱壓鑄和冷壓鑄成形。 </p><p>　　可以看到鎂合金半固態(tài)的研究雖然很多，但主要集中在漿料制備、二次加熱重熔、觸變成形幾個方面，僅有幾個流變成形研究也只是在實驗室，工藝還不成熟，與應用有一定的距離。雖然半固態(tài)流變成形技術應用更少，但與觸變成形相比，流變成形更節(jié)省能源、

6、流程更短、設備更緊湊，因此流變成形技術仍然是未來金屬半固態(tài)加工技術的一個重要發(fā)展方向。所以開發(fā)鎂合金的新成型工藝具有重大意義。</p><p><b>　　二 鎂合金的簡述</b></p><p>　　1 鎂及鎂合金的性能</p><p>　　鎂是地球上排位第八位的富有金屬元素，其含量約占地殼重量的2%，在金屬元素中僅次于鋁和鐵；鎂同是也是海水

7、中的第三富有元素，約占海水重量的0.13%。鎂合金是工程應用中最輕的金屬結構材料。此外鎂合金由于有較高的比強度、比剛度、減震度、耐磨性、導熱性、電磁屏蔽性、易切削性和易回收等良好的綜合性能，從而成為汽車、航空航天及電子通訊等行業(yè)的重要新型原材料。在能源、資源日益匱乏和環(huán)保問題日趨突出的今天，鎂合金材料被譽為“21世紀的綠色工程結構材料”，具有良好綜合性能的輕質鎂合金材料正成為全球關注的熱點。</p><p>　　

8、2 鎂合金的廣泛應用</p><p>　　鎂及鎂合金作為一種新型的應用材料，近年來已廣泛應用于軍用、民用領域，如在航空航天、航海、通信、醫(yī)療、廣播電視、音響影像器材、微電子技術、光學儀器等領域內，在汽車、摩托車、工具、家電電器、手機、計算機及電子設備等制品中都可看到鎂合金的身影，在煉鋼脫硫、鋁合金生產、防腐工程中都離不開鎂原料。在汽車行業(yè)，上海汽車集團公司、一汽集團、東風汽車集團、江鈴汽車公司等國內大的汽車公司均

9、開始使用鎂制零部件。根據相關研究，汽車單車自重每減輕100Kg，每百公里耗油可減少0.7L左右，每節(jié)省1L燃料可減少二氧化碳排放量2.5g。而通過鎂合金零部件的使用可有效的實現(xiàn)汽車輕量化目標。鎂合金應用于交通工具，除減中和降低油耗，還可以提高整車加速、制動性能，還能降低行駛振動和噪聲，提高舒適度，可以加快散熱，使發(fā)動機的綜合性能提高一個檔次，具有良好的經濟效益。</p><p>　　鎂合金所具有的優(yōu)異的鑄造性能及

10、良好的比強度、比剛度和抗撞能力，能充分滿足3C產品高度集成化、微薄化、微型化、抗摔撞等要求。因此當前在手機、筆記本電腦、PDA、CD機、網盤、數(shù)碼相機、攝像機、MP3、便攜DVD等行業(yè)，也已經建立了一批專門生產3C產品專用鎂合金部件的企業(yè)，掀起了鎂合金部件企業(yè)的建設。我國如青島金谷鎂業(yè)公司、長春華禹鎂業(yè)公司和富士康公司等。</p><p>　　煉鋼脫硫是在中國鎂的應用量突起的另一個重要領域。隨著汽車工業(yè)、石油、天

11、然氣管線、橋梁建筑等領域高強度低硫鋼的需求增長，近幾年鞍鋼、寶鋼、武鋼等鋼廠已開始采用鎂制脫硫劑進行脫硫，獲得低硫優(yōu)質鋼。</p><p>　　3 鎂合金的加工技術</p><p>　　目前鎂合金產品的80%是通過鑄造方法獲得。包括砂型鑄造、金屬型鑄造、重力鑄造、熔模鑄造、消失模鑄造、永久模鑄造和壓鑄等在內的多種鑄造方法均可用于鎂合金成型，其中壓鑄是最成熟、應用最廣的方法。此外半固態(tài)鑄造、

12、擠壓、軋制等成形方法也可以應用于制造鎂合金。但是鎂合金的廣泛應用遇到了一些問題：</p><p>　　鎂合金在熔煉中極容易燃燒，在熱加工過程中極容易氧化。 </p><p>　　鎂合金化學性質比較活潑，耐腐蝕性較差。</p><p>　　鎂合金的高溫強度、蠕變性能較低，限制了鎂合金在高溫下的使用。</p><p>　　鎂合金的常溫力學性能，特

13、別是強度和塑性、韌性有待進一步提高。</p><p>　　鎂合金的合金系列相對很少，特別是變形鎂合金的研究開發(fā)嚴重滯后。</p><p><b>　　三 半固態(tài)成型技術</b></p><p>　　1 半固態(tài)成型技術簡介</p><p>　　半固態(tài)金屬加工技術 ( semi solid metal forming )，

14、簡稱 SSM。它是利用半固態(tài)金屬相當?shù)偷募羟袘σ约昂芎昧鲃有缘奶攸c，將這種既非完全液態(tài),又非固態(tài)的金屬漿料加工成型的一種新型加工方法。SSM 應用范圍廣，存在固液兩相區(qū)的合金均可實現(xiàn)，并能適用于鑄造、擠壓、鍛壓、焊接等多種加工工藝。其充型平穩(wěn)，加工溫度低，凝固收縮小，因而鑄件尺寸精度高，表面平整光滑，鑄件內部組織致密，氣孔、偏析等缺陷少，晶粒細小，力學性能高。另外，半固態(tài)合金流動應力低，成形速度快，由于成形溫度低，對模具的熱沖擊低，因

15、而鑄模壽命大幅提高，并且與普通鑄造相比可節(jié)約能源。因此，半固態(tài)金屬成形技術得到了國際上的普遍重視，成為材科學科的研究熱點。</p><p><b>　　2 半固態(tài)成形工藝</b></p><p>　　半固態(tài)金屬加工工藝的工藝路線通常有兩條：</p><p>　?。?） 經攪拌獲得的半固態(tài)金屬漿料在保持其半固態(tài)溫度的條件下直接進行半固態(tài)加工 ,

16、通常被稱為流變鑄造 ( Rheocasting ) 。</p><p>　　（2）將半固態(tài)漿料冷卻凝固成坯料后 , 根據產品尺寸下料 , 再重新加熱到半固態(tài)溫度 , 然后進行成形加工 , 這稱為觸變成形 ( Thixoform ing ) 。</p><p><b>　　2.1 流變鑄造</b></p><p>　　如圖所示，在凝固期間，對合金

17、施加攪拌，使?jié){料中形成非枝晶固相，然后像液態(tài)金屬壓鑄一樣直接將半固態(tài)漿料注入壓型中成形，這種工藝稱之為流變鑄造。</p><p>　　流變鑄造充型前漿料已呈半固態(tài)狀態(tài)，雖然粘度較高，但具有良好的流動性，充型流態(tài)為層流，因此可以制造尺寸精確、形狀復雜、沒有內部孔隙的高質量零部件。這種加工方法的缺點是半固態(tài)漿料儲運比較困難，所以應用受到很大限制。</p><p><b>　　2.2

18、觸變成形</b></p><p>　　觸變加工工藝原理是將半固態(tài)坯料加熱至固液兩相區(qū)某一溫度，保持一定的固液相比例，然后對之實施成型，如圖所示。加熱坯料通常采用電磁感應加熱的方法。將半固態(tài)坯料送往成形機進行成型的方式有如下幾種 :</p><p>　　(1) 觸變壓鑄，其成形設備是壓鑄機。</p><p>　　(2) 觸變鍛造，其成形設備是壓力機。<

19、;/p><p>　　(3) 觸變擠壓，其成形設備是軋機。</p><p>　　上述成形方法中，前兩種工藝已在工業(yè)上應用，后—種尚不成熟。</p><p><b>　　2.3 射鑄成形</b></p><p>　　通過加熱源和特殊的螺旋推進系統(tǒng)將具有枝晶組織的合金錠在傳輸過程中加熱剪切 , 使其具有流變性后射入模具型腔成型。美

20、國威斯康辛觸變成形發(fā)展中心采用射鑄成型進行鎂合金半固態(tài)生產。</p><p>　　3 半固態(tài)坯料的制備</p><p>　　SSM中的一個關鍵問題就是如何制備優(yōu)質的半固態(tài)棒坯。通常，半固態(tài)金屬漿料的制備方法有機械攪拌法，電磁攪拌法和應變激活法。此外還有噴射成形法，紊流效應法等。</p><p><b>　　3.1 機械攪拌法</b></p

21、><p>　　機械攪拌法是制備半固態(tài)金屬最早使用的方法，它可以通過控制攪拌溫度、攪拌速度和冷卻速度等工藝參數(shù)，使初生樹枝狀晶破碎而成為顆粒結構。采用機械攪拌法可以獲得很高的剪切速率，有利于形成細小的球微觀結構。通常有兩種類型，一種是由兩個同心帶齒的圓筒所組成，裝漿料的內筒保持靜止，外筒旋轉。另一種是在熔融的金屬中插入一根攪拌捧進行攪動。機械攪拌法設備簡單，但操作困難，攪拌腔體內部往往存在攪拌不到的死區(qū)，影響了漿料的均

22、勻性，而且攪拌葉片易被腐蝕，攪拌棒污染合金，生產效率低。</p><p><b>　　3.2 電磁攪拌法</b></p><p>　　電磁攪拌法是利用電磁感應在凝固的金屬液中產生感應電流，在外加旋轉磁場的作用下促進金屬固液漿料激烈地攪動，成渦流運動，使傳統(tǒng)的枝晶組織轉變?yōu)榉侵У臄嚢杞M織 。一般影響電磁攪拌效果的因素有攪拌功率、冷卻速度、金屬液溫度、澆注速度等。電磁攪

23、拌的突出優(yōu)點是不用攪拌器 ，不會污染金屬漿料，也不會卷入氣體。電磁參數(shù)控制方便靈活，尤其適用于高熔點金屬的半固態(tài)制備。但設備投資大，工藝復雜，成本較高，由于“積膚”效應，該技術只運用于直徑小于 150mm 的錠坯。在眾多制備方法中 , 電磁攪拌法是一種較好的方法。</p><p><b>　　3.3 應變激活法</b></p><p>　　應變激活法，就是預先連續(xù)鑄造

24、晶粒細小的金屬錠，再將其熱擠壓達到一定變形，在組織中儲存部分變形能量，最后按需要將變形后的金屬錠分切成一定大小，加熱到半固態(tài)。在加熱過程中，首先發(fā)生再結晶，然后部分熔化，使固相晶粒分散在液相基體中，得到半固態(tài)坯料。該法制備的金屬坯料純凈、產量大，對制備較高熔點的非枝晶組織合金具有其獨特的優(yōu)越性，但成本高。</p><p>　　3.4 液相線鑄造法 </p><p>　　將合金熔體在液相線溫

25、度附近保溫一定時間后，進行澆鑄，以獲得適合觸變成形的半固態(tài)金屬。液相線鑄造合金熔體溫度低、溫度場均勻，在澆鑄過程中大量晶核在熔體中均勻產生，形成細小、均勻、等軸的半固態(tài)漿料。該方法簡單高效、節(jié)能節(jié)材。</p><p><b>　　3.5紊流效應法</b></p><p>　　紊流效應法的原理是讓金屬液通過特制的紊流裝置，利用金屬液的紊流效應抑制枝晶生長。該方法對紊流裝

26、置的結構和材料以及加工技術要求很高。目前尚未見工業(yè)應用報道。</p><p><b>　　3.6 噴射成形法</b></p><p>　　此方法是金屬熔化成液態(tài)金屬后，霧化為熔滴顆粒，在噴射氣體作用下部分凝固的微滴直接沉積在收集基板上。當每個熔滴的沖擊能夠產生足夠的剪切力打碎熔滴內部形成的枝晶時，凝固后便成為顆粒狀組織，加熱到局部熔化時，也可得到具有球形顆粒固相的半固

27、態(tài)金屬漿料。</p><p>　　4 SSM的微觀組織</p><p>　　4.1 微觀組織特點</p><p>　　半固態(tài)金屬的微觀組織顯著特點是球狀晶粒組織懸浮于液相之中。影響組織形態(tài)的因素很多，其中冷卻速率、剪切速率和固相率起著關鍵作用。半固態(tài)金屬表現(xiàn)出偽塑性，其動力粘度與剪切速率之間滿足指數(shù)定律，增大剪切速率或降低冷卻速率均可加速球化過程。固相率一般在 10

28、% ～ 20% 時有一臨界值。大于此臨界值時，半固態(tài)金屬的剪切力隨固相率的增大而迅速增大。其它條件不變時，固相率高的漿料中初生相更加細小，分散度高，但若固相率過高，則失去半固態(tài)特性 , 接近固態(tài)金屬性質。</p><p>　　4.2形成過程及機理</p><p>　　枝晶球化過程示意圖如圖。在凝固初期，固相細小，由于劇烈攪拌，熔體的熱梯度很小，固相顆粒分散在液相中，顆粒基本呈枝晶狀。晶粒到

29、一定尺寸時，由于流動液體的作用，枝晶臂發(fā)生彎曲，相互靠近或緊貼，逐漸融合并生長。如果端部首先熔合，枝晶臂間的液體就包在中間，晶粒形狀得到球化。由于劇烈攪拌，晶粒被卷入高溫區(qū)后，較長的枝晶臂也容易被熱流熔斷，這是因為一般枝晶臂根部直徑要小于其它部分，而且二次枝晶臂根部的溶質含量要比其表面高些，故其熔點要低一些，易被熔斷。再者，攪拌使整個熔體熱流梯度相對較小，且在各方面趨于一致，因此單個結晶顆粒等軸生長。故SSM 組織的形狀是球形或橢球形

30、。</p><p>　　5 SSM 技術的應用現(xiàn)狀</p><p>　　目前半固態(tài)加工的工業(yè)應用雖然還處于初期階段，但是其應用前景已十分明顯，它可用于汽車、電子、電器、運動器材等零部件的生產。鋁、銅、鋅、銀、鎂等各種合金和碳鋼、不銹鋼這些常用材料均可實現(xiàn)半固態(tài)成形。目前最成功和最廣泛就是應用于鋁合金的制備。這是因為鋁合金的熔點較低，使用范圍廣泛，而且鋁合金具有較寬液固共存區(qū)。其中包括A12

31、Cu、Al2Si、Al2 Pb 等合金。對鎂合金、鋅合金和銅合金、某些工具鋼、鎳基合金以及低合金鋼，SSM 技術正在開展大量的研究工作，并取得一定的成效。歐洲、美國與日本是半固態(tài)鑄造技術研究與應用的主要地區(qū)。鋁、鎂合金半固態(tài)鑄造技術在西方發(fā)達國家已進入工業(yè)應用的成長期。目前國外已建立了許多半固態(tài)鑄造廠，美國的 ALUMAX 公司就于1994年建立了半固態(tài)鑄造技術生產汽車零件的工廠，每年可生產2400萬個零部件，零件單重從10g 到10k

32、g,直徑最大達500mm。</p><p>　　我國的半固態(tài)加工技術起步較晚，開始于20世紀80年代后期，先后有東南大學、北京有色金屬研究總院、東北大學、北京科技大學、清華大學等單位從事SSM的科研工作，取得了可喜的進步。其中東南大學的朱鳴芳等人對Zn2Al合金的半固態(tài)加工成形性，半固態(tài)等溫處理時對觸變組織的影響作了大量的研究工作。中南大學對噴射沉積 - 半固態(tài)擠壓進行了研究。在國家“ 863 ”計劃支持下，北京

33、有色金屬研究總院自行設計建立了一條半固態(tài)材料制備試驗線，于 1998 年10月實現(xiàn)了A357鋁合金半固態(tài)半連續(xù)流變鑄造，鑄錠直徑 60mm , 長度達1600mm，目前仍處于試制階段，離工業(yè)應用還有一段距離。</p><p>　　四 鎂合金半固態(tài)成型</p><p>　　1 鎂合金的半固態(tài)流變鑄造</p><p>　　鎂合金半固態(tài)流變鑄造，是將經攪拌等工藝獲得的半固

34、態(tài)漿料在其半固態(tài)溫度的條件下直接擠入型腔的一種鑄造方法。流變鑄造必須是制漿和壓力成形同時進行，而且工位要接近，否則由于半固態(tài)金屬漿液的保存和輸送很不方便，這種方法很難投入實際應用。同時，也有人嘗試直接在壓鑄機壓室中用電磁攪拌方法制備半固態(tài)金屬漿料，然后將其擠入模具型腔中成形。該工藝的關鍵是制得固相為球團狀的半固態(tài)組織。目前，常用的半固態(tài)組織的制備工藝有機械攪拌法、電磁攪拌法、應變誘發(fā)熔化激活法和半固態(tài)等溫熱處理法、化學晶粒細化法、形變熱

35、處理法及噴射沉積法等。</p><p>　　2 鎂合金的半固態(tài)觸變鑄造</p><p>　　半固態(tài)觸變鑄造也叫半固態(tài)觸變成形，是將經攪拌或加熱等工藝獲得的半固態(tài)坯料冷卻凝固后，按所需尺寸下料，再重新加熱到半固態(tài)溫度，然后壓入模具型腔中進行成形加工。該法由于半固態(tài)金屬坯料的加熱、運輸較方便，并且成形過程容易控制，便于實現(xiàn)自動化生產，因此已成為目前鎂合金半固態(tài)鑄造的主要工藝。</p>

36、;<p>　　3 鎂合金的半固態(tài)觸變鍛造</p><p>　　半固態(tài)觸變鍛造是將半固態(tài)金屬先置于一半開型的模具中，另一半模具由壓力機帶動完全合型，坯料經過壓縮變形從而得到所需形狀，此工藝應用并不廣泛。但觸變鍛造可以成型變形抗力較大的高固相分數(shù)的半固態(tài)鎂合金，并能生產出一般鍛造難以達到的復雜形狀零件。</p><p>　　4 鎂合金的半固態(tài)注射成形</p><

37、;p>　　該法是由美國Daw chemical公司開發(fā)，專門用于鎂合金的成形。此工藝與流變鑄造的區(qū)別在于不需要事先將原料經攪拌制成半固態(tài)漿料；它與觸變鑄造的區(qū)別在于不需要將半固態(tài)漿料制成半固態(tài)錠料，再將錠料加熱后送入成形設備，而是類似于塑料的注射成形，因此簡單、干凈。</p><p>　　首先，利用專門的機械裝置將鑄錠切成3-6mm的顆粒，然后，在室溫下通過料斗預合金化并送入高溫螺旋混合機中加熱，與此同時受

38、到機器剪切，加熱能量由感應加熱線圈和電阻加熱元件提供，采用Ar作為保護氣體。金屬變?yōu)榘牍虘B(tài)后，將其放入定量觸變漿料收集器中，當固相率達到30%-50%時，以混料螺旋為活塞，通過噴嘴將半固態(tài)金屬高速射入到壓鑄模具內，經保壓凝固，最后得到制件。</p><p>　　該成形法的主要優(yōu)點是成形溫度低，鑄造溫度比傳統(tǒng)壓力鑄造溫度低90-120攝氏度，尺寸精度高，重復性好。該成形法的主要缺點是所用原材料的粒料需要預加工，原材

39、料成本高；機器內螺桿及內襯等構件與固體漿料直接接觸，材料的磨損嚴重，使用壽命短，加之半固態(tài)金屬的工作溫度較高，構件材料的耐磨性、耐蝕性問題有待進一步研究解決。同時該工藝材料的選擇性小，常用的只有AZ91D、AM50A和AM60B等幾種，目前最成功的是AZ91D。</p><p>　　5 鎂合金的半固態(tài)軋制</p><p>　　半固態(tài)軋制可分為流變軋制和觸變軋制。流變軋制是將經攪拌的半固態(tài)漿

40、料直接送入軋輥中進行軋制；而觸變軋制是將預先制備好的非枝晶漿料重新加熱到半固態(tài)溫度后，再送入軋輥中進行軋制。</p><p>　　觸變軋制的優(yōu)點是坯料的制備和軋制可以獨立進行；流變軋制的優(yōu)點是省去了坯料的凝固和再加熱過程，縮短生產周期，減小能耗，降低成本。但是，當固相分數(shù)<70%時，因固-液相之間的流動會引起組織的不均勻，使得目前的半固態(tài)軋制工藝很難推廣。</p><p>　　五 鎂

41、合金半固態(tài)成形技術的應用</p><p>　　1 鎂合金在汽車工業(yè)中的應用</p><p>　　為了降低轎車自重以減少汽油消耗，用鎂合金做汽車零件是汽車實現(xiàn)輕量化、節(jié)能化、減少污染的理想途徑。如鎂合金轎車儀表架比采用鋁鑄件減輕1/3，鎂合金轎車門比采用鋁鑄件減輕 2/5，同時使轎車的使用性能更加優(yōu)良。</p><p>　　隨著汽車工業(yè)輕量化趨勢的發(fā)展，各國汽車制造商

42、已將越來越多的汽車零件列入了用鎂合金替代的計劃，如方向盤、傳動裝置零件、座椅靠背架、曲柄箱零件、節(jié)流閥體、發(fā)動機零件、泵殼及制動零件等。</p><p>　　2 鎂合金在電子工業(yè)中的應用</p><p>　　電子工業(yè)是當今發(fā)展最為迅速的行業(yè)，也是新興的鎂合金應用領域。由于數(shù)字化技術的發(fā)展，各類數(shù)字化電子產品不斷出現(xiàn)，電子器件高度集成化和小型化，電子工業(yè)對鎂合金的增長需求緣于鎂合金在減輕質量

43、、高的剛度和良好的薄壁鑄造性能等方面的優(yōu)點；同時，其導熱性好、熱穩(wěn)定性高、電磁屏蔽特性好，以及阻尼性能好和可回收再利用等特性，也是電子行業(yè)將目光投向鎂合金的重要原因。附表為鎂合金殼罩與塑膠殼罩的優(yōu)缺點對比。</p><p>　　目前，鎂合金成為高成本工程塑料如手機外殼的替代品，并且已作為熱交換器用于電子元件，用作高動力的汽車集成電路部件。日本的Takata公司和MCPrecision公司利用 Thiximildi

44、ng技術分別生產了鎂合金相機、MD殼和鎂合金微機機殼。世界著名的數(shù)字投影設備制造商（如 InFocus）推出的新款投影儀機身和外殼也采用了鎂合金觸變成形制造工藝。數(shù)字相機、數(shù)字攝象機、移動電話、電視和監(jiān)視器等鎂合金外殼的制造也是觸變注射成形技術飛速增長的應用領域。 </p><p>　　在我國大陸，鎂合金半固態(tài)成形工藝的應用很少，理論研究也不成熟。在為CD 產品配套鎂合金半固態(tài)件方面，上海將引進幾臺鎂合金半

45、固態(tài)射壓鑄造機，廣東也有數(shù)碼產品廠正在籌劃半固態(tài)射壓鑄造機項目；而在臺灣省，電子產品外殼的鎂合金半固態(tài)市場很大，其鎂合金半固態(tài)成形技術已相當成熟，僅半固態(tài)射壓成形的壓鑄機就有30多臺。</p><p>　　3 鎂合金在航空航天和國防工業(yè)中的應用</p><p>　　鎂合金由于質量輕而被廣泛地應用于國防、航空航天產品中。例如，在B—36轟炸機上，共用了8600kg的鎂合金，其中一半是用作結構

46、材料。法國塞德航空公司超級弗雷隆直升機的鎂合金齒輪箱，鑄件由,Mg-Zn-Re-Zr合金ZE41制成。加銀的鎂合金可以使時效強化的Mg-Re-Zr合金較低的拉伸性能得到顯著提高，在航空和航天方面已有一系列應用，例如飛機著落輪，齒輪箱蓋和直升機水平旋翼附件。</p><p>　　未來戰(zhàn)爭要求機動性和快速反應，減小武器裝備重量是未來武器裝備發(fā)展方向之一，如坦克作戰(zhàn)系統(tǒng)未來乘員將在2-3人，重量15-20t，為現(xiàn)役坦克

47、的1/3，能行駛2o天或 1500km不加油，是現(xiàn)役坦克的3倍。減輕重量的途徑除結構設計外，還有就是采用輕質合金。法國AMX213輕型坦克，AMX213裝甲救護車，采用輕合金缸體、缸蓋；美國M551謝里登輕型坦克" 偵察車，變速箱體為鋁-鎂合金材料制成。隨著新型鎂合金開發(fā)及半固態(tài)成形技術的不斷提高，在坦克和裝甲部分結構件、導彈殼體和尾翼等方面將得到更為廣泛的應用。</p><p>　　4 鎂合金半固態(tài)成

48、形的應用前景</p><p>　　在20世紀末，鎂合金的發(fā)展應用十分迅速，已有逐步代替鋁、工程塑料和鋼等的趨勢，但相對總量不夠多，原因之一是新工藝觸變成形（Thixomolding）法所需的鎂原料技術的復雜性，致使推廣應用比較困難，而且工藝和設備的局限性，工藝材料選擇性小。加之國外先進成形技術的復雜性及對技術的壟斷，致使推廣應用受到限制。因此，完善和推廣材料制備技術，使鎂合金總量進一步提高，以及改進工藝與設備，獲

49、得最優(yōu)工藝參數(shù)，開發(fā)研制適合于觸變成形的新型鎂合金，都是鎂合金半固態(tài)成形工藝發(fā)展的趨勢和方向。</p><p>　　目前我國是世界上最大的鎂生產國，但大部分鎂作為原材料出口，本國的需求量十分有限，這主要是由于我國在鎂合金成形技術的研究和應用方面，尤其是半固態(tài)成形技術的研究還很不成熟。因此，加強半固態(tài)成形新工藝的研究，加上鎂資源十分豐富的西部地區(qū)開發(fā)，中國在鎂合金的開發(fā)與應用方面將有著廣闊的發(fā)展前景。相信通過材料工

50、作者對半固態(tài)鎂合金成形工藝改善、新型合金開發(fā)及組織形態(tài)改變，都可以使鎂合金的性能有較大的提高，使鎂合金在&L 世紀的應用越來越廣泛。</p><p><b>　　六 結語</b></p><p>　　我國是個鎂資源大國，通過對金屬鎂的不斷研究，使我們能更加有效的利用鎂金屬。半固態(tài)方法制造的產品具有鑄造缺陷少，產品的力學性能、尺寸精度、表面和內在質量高等優(yōu)點，此