上海隆司新材料科技有限公司
第7年
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来源：上海隆司新材料科技有限公司 时间：2025-03-06 02:35:48 [举报]
镁合金是迄今为止开发的轻的金属结构材料，具有低密度、高比强度、高比刚度及可回收性等优点，在交通、医用及电子等工业领域中具有广阔的应用前景，尤其在汽车上的应用具有很大潜力。近年来，高温镁合金在许多领域呈现出的应用潜力，提高镁合金的高温性能已成为镁合金应用的关键问题。
锑元素的添加对镁合金力学性能有着显著的成效，因此近年来备受科研工作者的关注。Mg–Al合金仍然是目前值得深入研究的代表性轻合金，具有很好的应用前景，元素Sb作为工业上常用的变质剂，因加入镁合金中可以形成Mg3Sb2相而广受关注。Sb元素的加入使Mg3Sb2颗粒相形核，从而使Mg2Si金属间相的形态由汉字状变为多边形，改善了其拉伸性能。
因此，与基体合金相比，向镁合金中添加锑元素可以改善合金的微观结构，从而提高合金抗拉性能和韧性。而元素Sn和Si在元素周期表中属于同族元素，元素Mg和Sn可以形成Mg2Sn相。Sb元素的加入可使细小的Mg3Sb2颗粒分布在晶界细化Mg17Al12析出物中，形成良好的微观组织结构而改善其抗拉性能。有研究人员报道，由于Mg3Sb2相可以作为熔体的异相成核中心，Sb元素的添加可显著细化α–Mg基体相的晶粒尺寸。
有研究结果表明，Sb元素的加入可以降低镁合金的织构，细化Mg–9Al–5Sn镁合金的晶粒，具有较好的室温力学性能，该合金体系中有Mg2Sn和Mg3Sb2等稳定的高温合金相，因此推测该合金体系将呈现良好的高温性能，每种晶格类型的金属都有特定的滑移系，滑移系数量不同，晶体结构不同，滑移系也不相同；晶体的滑移系越多，滑移越容易进行，塑性也就越好。
镁合金属于对称性低的密排六方晶格结构，室温滑移系少，室温塑性变形能力较差，这成为限制镁合金应用的因素之一，镁合金在高温变形时，随着温度的升高可以开启一些其他滑移系（如非基面滑移系、
目前，我国工业领域普遍采用镁锆中间合金作为晶粒细化剂，市场现有产品存在锆元素细化效率低（低于40%）、锆颗粒大量沉积、细化剂成本高、杂质含量高以及细化工艺操作不稳定等诸多问题，给实际工业应用带来不小困难。
“镁合金的晶粒尺寸控制技术是对镁合金材料性能调控的根本、显著的技术方法之一，锆元素和稀土元素均为镁合金的有效细化元素，如何充分发挥好这些元素在合金中的作用，是我们一直研究的。
基于前期针对稀土和锆元素对镁合金耦合细化机制的研究成果，包头稀土研究院辅之以全新的冶金工艺制备方法，让分布更密集、体积更小的锆粒子为镁晶核提供更多的附着机会，同时稀土元素加强了结晶过程中镁晶核在锆粒子表面的附着能力，可以实现镁合金晶粒的率细化。
数据显示，稀土镁锆晶粒细化剂中的细化粒子尺寸较传统降低2/3，纳米级颗粒含量占粒子总量的60%以上，颗粒之间无团聚现象。合金材料经细化后，晶粒尺寸可再降低20%，达到35微米以下，晶粒细化效果显著，更细的晶粒将为材料带来更好的力学性能。
目前该产品已经完成小规模生产工艺的研发，产品已经客户使用验证，产品细化效率大于80%，成本较传统镁锆晶粒细化剂降低20%以上。
这项技术对稀土镁合金铸锭产品的产业化意义非凡，它可以有效地减少产品内外金属颗粒的不均匀性，让内外合金颗粒大小基本保持一致，地提高合金的应力水平，让合金更。”
节约成本，性能等同现有材料
伴随新能源汽车以及国内5G通讯的高速发展，更轻、散热性能更好、耐腐蚀性能的轻合金材料市场需求强烈，但对应性能的要求也越发苛刻。
“针对内蒙古地区特有稀土资源优势，我们对镧、铈等稀土元素对镁合金散热性能的作用机制进行研究，开发出系列低成本散热稀土镁合金工程材料，综合性能已等同于现有铝合金散热材料，散热器件的制作成本相比铝合金节约5%以上。”
基于稀土对镁合金散热性能的作用机制和对镁合金的晶粒尺寸控制技术的突破，包头稀土研究院在半连续铸造及冷室压铸的产业化方面取得了新突破。
目前，半连续铸造技术，突破熔体净化细晶技术、低频电磁铸造控制技术、自流式浇铸控制技术等技术，经过技术集成，突破性解决大尺寸稀土镁合金棒材内应力大、径向晶粒尺寸差异大、力学性能不均等技术难点。这项合成技术代表国内的镁合金材料半连续铸造技术，为后续大尺寸、锻造轮毂以及挤压型材的低成本化奠定了技术与产品基础。
包头稀土研究院引进内蒙古地区科研院所中的大吨位冷室压铸系统QC-830，现已实现工业常用泵机电机外壳的压铸制备，具备了300吨/年稀土镁合金薄壁器件制备能力，相比传统重力铸造、砂型铸造等方式，综合效率提升30%，仅人工成本支出一项降低幅度达60%，对稀土镁合金材料的下游终端应用起到有力推进作用，稀土镁合金压铸技术与产品终端市场未来可期。
对未来的技术研发，胡文鑫表示，研发团队将面向通讯工程及民用电子行业的散热镁合金与功能性镁合金材料进行研究；对镁合金材料的低压铸造、半固态成型等加工成型技术进行研发，实现对应器件与制品的示范化应用。
镁合金核心技术与可持续的创新能力，镁合金是一种结构功能一体化的轻质合金材料，那么大家知道镁合金的挤压工艺吗，如果不知道的话，下面就和小编一起来了解一下吧。
在传统挤压中，坯料和挤压筒壁间的摩擦限制了坯料长度的合理利用，使得可挤型材的长度受到制约，而连续挤压法则是一种创新的挤压镁合金的金属成形方法。
它无镁合金挤压生产线厂家的到之处是能连续地生产出精密的管材、型材及其它截面的金属材料，对于小口径管材、线材、小截面型材，要求长度很长、成盘供应的材料，是一种极为理想的加工方法。
260mm镁合金铸造棒
采用爆炸焊接方法在厚20毫米LY_(11)镁合金的φ15圆周上均匀地焊上三根φ10×1毫米的LF_2防锈铝管，氦气质谱检漏仪测得焊缝漏气率为8×10~(-10)乇·升/秒。切片冲剪试验，三孔平均焊缝冲剪强度为LY_(11)镁合金的冲剪强度(14.7公斤/毫米~2)。
1、镁合金只允许在空气电阻炉中加热。
2、为防止燃烧，各种合金的加热温度可以高达470℃;挤压速度可以高达20m/min，比硬铝合金的快一些，但只有软合金的1/3左右。
3、镁合金挤压材的收缩率比铝合金的大，因而相应地加大模具尺寸。
4、张力拉矫时材料应加热到150℃-250℃，而铝合金材料则在室温矫直。
目前，镁合金产品在国内外被广泛应用在各个领域，供应链上下游产业发展良好，实现了产业聚集效应，除了这个，大家知道镁合金可以带来什么，下面小编给大家讲讲镁合金能够带来什么。
它更坚固。
镁合金的比强度铝合金，远钢;比弹性模量和比刚度近似于高强度铝合金，是目前工程应用中密度小、比强度高的结构金属材料。
它能减振降噪。
160mm镁合金铸造棒
在20MPa应力下，常用镁合金AZ91D的衰减系数为20%，而铝合金A380只有1%。在100MPa应力作用下AZ91D的衰减系数可达55%，AS41镁合金的衰减系数更是高达70%，而同样情况下铝合金A380的衰减系数只有4%。
它更不容易断裂。
镁合金还具有良好的承受冲击载荷性能，弹性范围内镁合金受到冲击载荷时，吸收的能量可以比铝合金件多50%，而且由于有更好的延伸率，镁合金收到冲击后可以吸收更多的能量而不至于断裂。
镁合金挤压型材、棒材在一般卧式油压机上即可实现，可供外接圆300mm以下。但是镁合金型材、棒材与铝合金型材、棒材生产有很多不同。
典型镁合金挤压型材、棒材生产工艺流程：
铸锭加热→一次挤压→切中间坯料→加热→二次挤压→人工时效→拉伸矫直→切头尾取试样→辊式矫直→手工矫直→检查→切成品打印→氧化上色→成品检查→包装→入库
镁合金挤压材工艺与铝合金挤压材工艺不同点：
1）加热方式：镁合金只准许在空气电阻炉中加热；铝合金在空气电阻炉和感应炉中加热即可。
2）挤压温度：镁合金挤压温度稍低,为防止镁锭燃烧,各种合金允许加热的高温度只达到470℃；铝合金高加热温度达到550℃。
3）挤压速度：镁合金挤压速度稍快,高挤压速度达20mΠmin,铝合金挤压速度稍慢。
4）模具尺寸：镁合金热挤压材的收缩率比铝合金大。
5）张力拉伸：镁合金挤压材要在加热到100～200℃的情况下拉伸,这需要设备。铝合金挤压材在室温中拉伸。
AZ31B合金属于变形镁合金材料中普通的商用牌号，其具有优良的综合性能和塑性变形性能，适合多种成型方式。纯镁中添加Al、Zn元素能提升合金的力学性能和加工性能，在范围内合金抗拉强度随Al (或Zn)含量升高而增大，在Zn含量为1%，Al含量为3%(质量)左右时合金性能达到较好的配合，当Al、Zn含量超过3%(质量)后，组织中易析出β相，使合金的加工性能降低，AZ31B镁合金的抗拉强度为245-274.4MPa，在实用镁合金中强度性能相对较低，且不能通过热处理手段来提升强度，但其加工性能较好应用。
分类：AZ31B属镁铝锌系镁合金，具有良好的强度和塑性配合。
化学成分：执行GB/T5153-2016《变形镁及镁合号和化学成分》国家标准，具体如下：
产品类型：铸造圆棒、铸造扁锭、挤压棒材、轧制板材以及锻造产品等，常用规格如下：铸造圆棒：φ160/250/300/320/420/480mm，铸造扁锭：300*800mm（横截面尺寸），挤压棒材/轧制板材/锻造产品根据实际需要进行加工。
应用领域
铸造镁合金AZ31B，具有较高的抗振能力和吸热性能；AZ31B镁合金变形才具有良好强度配合，广泛应用于汽车零部件等，另外在仪器振动平台、印刷蚀刻板、鞋模板等方面均有较多的应用。
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