镁合金的新发展

尽管镁合金在汽车上的应用具有其它金属不可比拟的优点，但在过去几十年中，由于价格和生产技术方面的原因，镁合金一直未得到广泛应用，近年来随着镁价格逐渐下降，使镁合金在汽车中全面应用逐渐成为可能，世界范围内各主要汽车生产国不断加大在镁合金开发和应用技术研究上的投入，从而一些新技术相继问世。

 1. 耐蚀镁合金

镁合金的耐蚀性的问题可通过2个方面来解决：1严格限制镁合金中的 Fe、Cu、Ni等杂质元素的含量。例如，高纯AZ91HP镁合金（Mg、Al、Zn）在盐雾试验中的耐蚀性大约是AZ91C镁合金（Mg、Al、Zn）的100倍，超过了压铸铝合金A380（Mg、Al、Zn）比低碳钢还要好。2对镁合金进行表面处理。根据不同的耐蚀性要求，可选择化学表面处理，阳极氧化处理、有机物涂覆、电镀、化学镀、热喷涂等方法处理。例如，经化学镀的镁合金，其耐蚀性超过了不锈钢。

2  耐热镁合金

耐热性差是阻碍镁合金广泛应用的主要原因之一。当温度升高时，镁合金的强度和强蠕变性能大幅度下降，使它难以作为关键零件（如发动机零件）材料在汽车工业中广泛应用。耐热镁合金的研究与开发主要围绕新合金研究和改善现有镁合金的高温性能两个方面进行。

Mg-Al-Si（AS）系合金是德国大众汽车公司开发的压铸镁合金。当在175℃时，AS41合金的蠕变强度明显高于AZ91（Mg、Al、Zn）和AM60（Mg、Al、Zn）合金。

20世纪80年代，国外致力于利用Ca来提高镁合金的高温拉强度和蠕变性能表现良好。日本东北大学采用快速凝固法制成的具有100-200nm晶粒尺寸的高强镁合金，强度为超级铝合金的3倍，并具有超塑性、高耐热性和高耐蚀性。

3  阻燃镁合金

镁合金在熔炼烧铸过程中易发生剧烈的氧化燃烧。上海交通大学轻合金精密成型国家工程中心通过同时加入几种元素，开发了一种阻燃性能和力学性能均良好的轿车用阻燃镁合金，成功进行了轿车变速箱盖的工业试验。

4   高强高韧镁合金

现有镁合金的常温强度和塑韧性均有待进一步提高。在Mg-Zn和Mg-Y合金中加入Ca、Zr可显著细化晶粒，提高其抗拉强度和屈服强度；加入Ag和Th能够提高Mg-稀土-Zr合金的力学性能，如含有Ag的QE22A合金具有较高的室温拉伸性能和抗蠕变性能。

5   变形的镁合金

虽然目前铸造镁合金产品用量大于变形镁合金，但经变形的镁合金材料可获得更高的强度、延展性及更多样化的力学性能，可满足不同场合结构件的使用要求。因此开发变形镁合金具有长远的发展趋势。

美国成功研制了各种系列的变形镁合金产品。通过挤压和热处理得到的Zk60（Mg、Al、Zn）高强变形镁合金，其强度及断裂韧性相当于失效状态的Al7075(Mg、Al、Zn)或Al7475（Mg、Al、Zn）合金。而采用快速凝固（RS）、粉末治金（PM）和热挤压工艺开发的Mg-Al-Zn系EA55RS变形镁合金，成为迄今报到的性能最佳的镁合金，其性能不但超过常规镁合金，比强度甚至超过7075铝合金（Mg、Al、Zn），并具有超塑性（300℃，436℃），腐蚀速率与2024-T6合金（Mg、Al、Zn）相当，成为先进镁合金材料的典范。日本最近开发出超高强度的Mg-Y系变形镁合金材料，可冷压加工的镁合金板材。

6   镁合金成形技术

镁合金成形分成变形和铸造两种方法，当前主要使用铸造成形工艺。压铸是应用最广泛的镁合金成形方法。近年来发展起来的镁合金压铸新技术有真空压铸和充氧压铸，前者已成功生产出AM60B镁合金（Mg、Al、Zn）汽车轮毂和方向盘，后者已用于生产汽车上的镁合金零件。

镁合金半固态触变铸造（Thixo-Molding）成形新技术近年来受到美国、日本和加拿大等国的重视。与传统压铸相比，触变铸造无需熔炼、浇铸及气体保护。生产过程更清洁、安全和节能。但目前可供使用的半固态铸造镁合金材料相对选择性小，需要进一步发展适用于半固态铸造镁合金的镁合金系列。

其它正在发展的镁合金铸造成形新技术有：镁合金消失模铸造、挤压铸造、低压铸造结合法、挤压铸造、流变铸造结合法和真空倾转法差压铸造等。

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