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随着轻质结构材料在航空航天、及汽车等重要工业领域中的大规模应用,镁合金以其低密度、的特点受到科研人员的高度重视,并得到企业界的关注。在镁合金体系中,相比于传统的镁铝系和镁锌系合金,以稀土为主要合金元素的镁稀土合金具有更高的强度和抗蠕变性能,因而其作为结构材料在上述关键领域具有广泛的应用前景。基于上述需求,近年来国内外学者开发了一系列的镁稀土合金材料,并开展了相关的制备、加工技术和应用研究,取得了较大的进展。但在镁稀土合金开发和应用过程中,仍遇到一些困难及技术瓶颈难题,主要表现在材料的成分设计、熔体纯净化与细化、材料制备与成型加工技术及产业化应用等方面。近日上海交通大学轻合金精密成型中心丁文江院士、吴国华教授与江苏大学材料学院汪存龙博士及上海理工大学材料学院孙明博士等人系统综述了铸造镁稀土合金的研发与应用概况。该文主要针对镁稀土合金的材料设计、熔体纯净化与细化、材料液态加工技术、镁稀土合金的产业化应用等进行了详细的综述。(1)镁稀土合金材料体系的开发稀土元素(RE)通常分为两类,即轻稀土和重稀土,已经开发的高强耐热Mg-RE系合金主要以重稀土为主,例如Mg-Gd,Mg-Y,Mg-Nd,Mg-Dy,Mg-Sm等。上述新近开发的Mg-RE合金具有与常规Mg-Al或Mg-Zn系列合金相当的密度但力学性能得到大幅度提高;而与铸造Al合金相比,其具有相当的强度和更低的密度;因而镁稀土合金具有兼具高强度和低密度的优势。常见的铸造铝合金和镁合金的屈服强度和抗拉强度随轻金属密度变化的示意图如图1所示。由于Mg-Gd和Mg-Y合金具有很强的时效硬化能力和潜在的实际加工潜力,因此成为研究多的合金,而现有的镁稀土合金也主要基于此两种体系。
铸造镁合金比变形镁合金使用的更多。铸造镁合金是航空工业中应用广泛的一种轻合金。用镁合金铸件代替铝合金铸件,在强度相等的条件下,可以使工件重量减轻百分之二十五到百分之三十。镁合金和铝合金一样,根据加工方法可以分为变形(压力加工)镁合金和铸造镁合金两大类。这些年来,随着压铸技术的发展,压铸镁合金已成为镁合金应用的主要领域。此外,镁合金作为牺牲阳极其用途也有了很大的发展。
镁属于轻金属,属镁为银白色,在空气中极易被氧化,形成一层薄氧化膜,可以防止其进一步氧化。
镁化学活性很高,在自然界中很难遇到纯镁矿。在海水中以氯化物存在,约含百分之零点一四,在地壳中以光卤石、菱镁矿、白云石和一些其他化合物形式存在,含量达到百分之二点三五。
在采用传统技术压铸时,熔体呈高速紊流和弥散状态充填压铸型腔,腔内气体(空气、保护气体和模具表面润滑剂挥发气体)无法排出,形成高压微孔或溶于合金内,抑或在充模过程中形成气隔,使充模过程中断。气孔中的气体在高温下析出或胀大,使铸件变形和表面鼓包。因此,用传统压铸工艺生产的镁合金工件,不能进行热处理或在较高温度下工作。
近30年来,为了克服这些缺陷、提高其质量和拓宽压铸技术的应用范围,科技工作者开发出了新的压铸工艺,如真空压铸、充氧压铸和半固态压铸等。与传统压铸工艺相比,新工艺在消除压铸件铸造缺陷和提高力学性能、表面及内在品质等多方面具有性。
真空压铸
真空压铸是通过在铸造过程中,排除型腔内气体而消除或减少压铸件内气孔和溶解气体以提高压铸件的力学性能和表面质量。真空压铸的大冲头速度可达10m/s,充型时间20s~30s,工件小壁厚1.5mm~2mm,强度性能可提高10%以上,韧性可提高20%~50%。此外,真空压铸还可以提高AM50合金的伸长率,由普通压铸的15%上升到19%。
20多年前,真空压铸AM60B合金汽车轮和方向盘就已获得应用,但真空压铸对镁合金工件性能的提高远不如铝合金明显,因未受到重视,真空压铸镁合金工艺的开拓也不强劲。
充氧压铸
充气压铸又称无气孔压铸,是在镁熔体充型前,将氧或其他活性气体充入型腔,置换型腔内的空气。镁熔体充型时与活性气体反应,生成MgO微粒,弥散地分布于压铸件内,从而清除了压铸件中的气体,使镁合金压铸件可以进行热处理强化。日本轻金属公司率先用充氧压铸工艺生产出了AZ91合金计算机整体磁头支架、汽车车轮等。
压缩成型
美国俄亥俄精密成型公司开发的压缩成型法,是向整个压铸件表面施加压力,镁合金在压力作用下凝固,改善了合金的显微组织,晶粒细化,使得空隙率大大下降,铸件组织致密均匀,可用于生产性能要求高、形状复杂的镁合金零件。
挤压铸造
挤压铸造是压力铸造的一种,早出现在1819年英国的一份专利中。德国1931年制出世界首台挤压铸造机,随后,在苏联得到广泛应用,但直到20世纪60年代,在北美、欧洲和日本才开始应用。北美压铸协会(NADAC)给挤压铸造下的定义是采用低的充型速度和小的扰动,使金属熔体在高压下凝固,以获得可热处理的、致密度高的铸件铸造工艺。实验证明,在充型速度小于2m/s、充型压力大于70MPa,即可获得组织和性能良好的铸件。据不完全统计,2022年,全世界约有365台挤压铸造机,大都用于铸造汽车、自行车、空调器、阀和泵等零件。
合金熔体被注入型腔内,在挤压铸造机冲头的机械压力作用下,被挤压成型,并在压力作用下凝固,铸件组织致密,很少有气孔、疏松、疏孔等缺陷,显微组织细小均匀,有时铸件的力学性能几乎与锻件的相等。铸件在压力状态下凝固成型,不会变形开裂,工艺简单,操作方便灵活,自动化水平高,成品率高。多用于生产强度高、气密性好的零件,特别是薄板类铸件,如各种阀体、机架、汽车轮盘、车门等。
主营行业:其他有色金属制品 |
公司主营:镁基合金材,铝基合金材,钛基合金材,镍基合金材--> |
主营地区:江苏,上海 |
企业类型:有限责任公司 |
注册资金:人民币1000万 |
公司成立时间:2016-05-18 |
员工人数:5 - 10 人 |
研发部门人数:5 - 10 人 |
经营模式:生产型 |
经营期限:2016-01-18 至 2033-05-17 |
最近年检时间:2023年 |
经营范围:公司成立以来,一直致力于通过利用及时准确的市场信息,优化资源配置,为客户提供化的有色金属及其他金属的产品和技术服务,满足客户需求。良好的化服务与“为客户解决问题为目标“的经营服务思想赢得了诸多客户的信赖与支持,并得到了客户与合作单位的。 公司技术力量雄厚,员工百分之八十为职称的技术人员,具有较强的技术实力和丰富的实践经验。合作的客户多为科研院所和国有企事研究生产单位及国有大中型原材料厂家。业务范围涉及航空航天,兵器舰船,电子,医疗设备等领域,能为合作单位提供化定制的金属材料和金属制品,包括不锈钢、合金钢、高温合金、钛合金、铜合金、铝合金和镁合金等金属材料零部件的选型,设计加工,技术交流与服务。产品的类别有板材箔材,棒材丝材,管材,饼环,异型锻件,片材,丝材及型材、钴、镍、铝、镁,钛、铜、、钼、锆、铪、钽、铌、等航空航天中金属及其母合金原材料.本公司还可以为客户提供定向服务:根据客户特殊要求,原材料并加工为精密成品材料。 随着市场应用的不断夸大,公司加大研发力度,将产品扩大到工、模具钢精密棒线材,镍基合金,不锈钢焊丝及以钛合金为代表的有色合金棒线材领域 |
是否提供OEM:否 |
质量控制:内部 |
公司邮编:201700 |
公司网站:www.rooch.cn |
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