簡介
概述
我國是鎂礦富裕國,礦産資源占世界鎂礦的50%,世界鎂礦市場一直受我國鎂礦的沖擊。不過由于自己缺乏深加工技術,隻能出口礦粉,同時由于國内各鎂礦公司之間的無序競争,使鎂礦粉的出口價格由前幾年的3000-6000美元/噸降至1200美元/噸。因此無論是鎂礦公司還是國家主管部門都提出加速鎂合金深加工技術開發的要求。
鎂合金價格便宜,有利于深加工技術的開發,由于缺乏鎂合金的深加工技術,而我國又是鎂礦富裕國,山西、青海、新疆、甘肅等鎂礦資源集中的省,許多鄉鎮企業競相參與開采,使産量逐年大幅度上升,緻使鎂合金的價格為13-14元/kg,而鋁的價格為18-20/kg元,這給鎂合金深加工技術的開發帶來極為有利的條件。
由于它具有比強度高、密度小、耐腐蝕、可回收、導熱性好、防電磁輻射、可薄壁成型的諸多優點。從歐洲開始,一些汽車制造廠開始在方向盤、車門、發動機缸體上應用鎂合金來代替原用材料。在日本、台灣更是将鎂合金應用于3C産品的覆蓋件上,提升了産品的品質,藉此增強了産品的競争力。
焊接方法
一種鋁鎂合金焊接方法,包括步驟:
1、鋁鎂合金闆材焊接工藝及控制方法設計:
采用手工鎢極雙面同步氩弧焊;打底焊均采用雙面同步焊進行;焊絲選擇融化溫度低于母材的填充金屬;設計特定的接頭及坡口形式;設計特定的焊接工藝參數;
2、鋁鎂合金焊接過程及檢驗:
提出特定的焊接施工環境要求以及焊件及焊材清理要求;同時對鎂合金闆進行提前預熱;焊接過程中,設計特定的焊接作業工藝;對焊縫提出高質量要求;焊接完成後及時處理焊縫及其附近的焊渣。
一種基于雙鍍法制備鋅鋁鎂合金鍍層的方法,屬于金屬材料表面熱處理技術領域。
先将金屬基體進行修整、脫脂除油、酸洗、水洗等預處理,然後将預處理後的金屬基體在助鍍劑存在下先進行純鋅熱浸鍍處理,再在鋅鋁鎂合金溶液中進行熱浸鍍處理,即在金屬基體表面制備出鋅鋁鎂合金鍍層。
優點
1.密度小,鎂金屬是廣泛應用的金屬中密度最小的金屬,按ρ=1.8g/cm3計算,鎂合金比塑料輕20%,比鋁輕30%。
2.比強度高,即鎂合金的強度與質量之比高,具有一定承載能力。
3.散熱性能好,适合散熱要求較高的産品。熱傳導率是PP料的100倍。
4.彈性模量小,剛性好,長期使用不易變形,抗震力強。
5.抗電磁幹擾、電磁屏蔽性好。
6.色澤鮮豔美觀,耐腐蝕,能長期保持外觀質量。
7.是環保型材料,其廢料可以回收利用。
缺點
1.加工工藝難度大,熔融的鎂液易燃易爆,壓鑄件成品率低。
2.集渣包、流道及澆注系統廢料較多,是産品體積的一倍以上。
3.國内材料的價格便宜,但品質較差。
4.由于電位腐蝕而必須避免與其它材料如鋁、鋼的直接聯接,這使裝配方面産生了一些難度。
應用
電子産品
通常被用于中高檔超薄型或尺寸較小的筆記本的外殼。銀白色的鋁鎂合金外殼可使産品更豪華、美觀,易于上色,并且可以通過表面處理工藝變成個性化的粉藍色和粉紅色,為筆記本電腦增色不少,這是工程塑料以及碳纖維所無法比拟的。因而鋁鎂合金成了便攜型筆記本電腦的首選外殼材料,大部分廠商的筆記本電腦産品均采用了鋁鎂合金外殼技術。缺點:鋁鎂合金并不是很堅固耐磨,成本較高,比較昂貴,而且成型比ABS困難(需要用沖壓或者壓鑄工藝),所以筆記本電腦一般隻把鋁鎂合金使用在頂蓋上,很少有機型用鋁鎂合金來制造整個機殼。
汽車、摩托車等交通工具零部件
采用鎂合金制造汽車零部件,可顯著減輕汽車的整體重量,而汽車所用燃料的大約60%消耗于汽車自重,車重每減輕10%,可節約燃料5.5%,因此,國外近年來在汽車制造中的鎂合金應用量在逐步增長。但我國在這方面的開發剛剛起步。
高檔建築裝飾材料
由于鎂合金的許多獨特性能比鋁合金更優越,因此國外出現了采用鎂合金制造高檔豪華型建築裝飾材料的趨勢,國内一些鎂合金生産廠家強烈要求開發鎂合金型材的成型加工技術,國家科技部也希望盡快開發這方面的技術,并列為國家“十五”攻關項目。
其它
其它如鋁合金添加劑、鎂犧牲陽極和型材用鎂合金等。鎂犧牲陽極作為有效的防止金屬腐蝕的方法之一,廣泛應用于長距離輸送的地下鐵制管道和石油儲罐。作為鎂犧牲陽極的鎂合金有3~4萬噸/年的市場需求量,且每年以20%的速度增長。
鎂合金型材、管材,以前主要用于航空航天等尖端或國防領域。由于鎂合金生産能力和技術水平的提高,其生産成本已下降到與鋁合金相當的程度,極大地刺激了其在民用領域的應用,如用做自行車架、輪椅、康複和醫療器械及健身器材。
種類
鋁鎂合金鋁闆又可稱為5×××系列合金鋁闆,其代表有5052鋁闆、5005鋁闆、5083鋁闆、5754鋁闆,5A02l鋁闆,5A05鋁闆等。鋁鎂合金鋁闆合金元素主要是鎂,含鎂量在3-5%之間。主要特點為密度低,抗拉強度高,延伸率高。在相同面積下鋁鎂合金的重量低于其他系列。故常用在航空方面,比如飛機油箱。在常規工業中應用也較為廣泛。加工工藝為連鑄連軋,屬于熱軋鋁闆系列故能做氧化深加工。在我國5×××系列鋁闆屬于較為成熟的鋁闆系列之一。
1、5052鋁鎂合金鋁闆:5052鋁闆屬于鋁鎂合金鋁闆,使用範圍廣泛,特别是建築業離不開的合金鋁闆,也是最有前途的合鋁金闆。5052鋁闆帶的主要合金元素為鎂,具有良好的耐蝕性,焊接性優良,冷加工性較好,并具有中等強度。
5052鋁闆常用于制造飛機和汽車油箱、油管、以及交通車輛、船舶的钣金件,儀表、街燈支架與鉚釘、五金制品、電器外殼等。
2、5005鋁鎂合金鋁闆:5005鋁闆帶強度和3003相當,熔接性,加工性良好5005鋁闆與3003合金相似,具有中等強度與良好的抗蝕性。陽極氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮,并與6063合金的色調協調一緻。
5005鋁闆常用作導體、炊具、儀表闆、殼與建築裝飾件,建材内外裝材、車輛内裝材等方面。
3、5754鋁鎂合金鋁闆:5754鋁闆合金具有中等強度、良好的耐蝕性、焊接性及易于加工成形等特點,是Al-Mg系合金中的典型合金。在國外,不同熱處理狀态的5754鋁合金闆材是汽車制造業(轎車車門、模具、密封件)、制罐工業所用的主要材料。
5754鋁闆廣泛應用于焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶結構與海上設施、運輸槽罐以及用于要求有優良加工性能、優良耐蝕性、高疲勞強度、高可焊性和中等靜态強度的場合。
4、5083鋁鎂合金鋁闆:5083鋁闆在非熱處理合金中具最高強度,耐蝕性,熔接性良好。用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強度的場合,硬度明顯高于5052系列,是5000系列中超硬度鋁闆的代表産品之一。
5083鋁闆常用于船舶、艦艇、車輛用材、汽車和飛機闆焊接件、需嚴格防火的壓力容器、緻冷裝置、電視塔、鑽探設備、交通運輸設備、導彈元件、裝甲等。
5154鋁闆應用在焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶結構與海上設施、運輸槽罐。
5182鋁闆應用在薄闆用于加工易拉罐蓋,汽車車身闆、操縱盤、加強件、托架等零部件。
5252鋁闆應用在制造有較高強度的裝飾件,如汽車等的裝飾性零部件。在陽極氧化後具有光亮透明的氧化膜。
5254鋁闆應用在過氧化氫及其他化工産品容器。
5356鋁闆應用在焊接鎂含量大于3%的鋁-鎂合金焊條及焊絲。
5454鋁闆應用在焊接結構,壓力容器,海洋設施管道。
5456鋁闆應用在裝甲闆、高強度焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶材料。
5457鋁闆應用在經抛光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件。
5652鋁闆應用在過氧化氫及其他化工産品貯存容器。
5657鋁闆應用在經抛光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件,但在任何情況下必須确保材料具有細的晶粒組織。
5A02鋁闆應用在飛機油箱與導管,焊絲,鉚釘,船舶結構件。
5A03鋁闆應用在中等強度焊接結構,冷沖壓零件,焊接容器,焊絲,可用來代替5A02合金。
5A05鋁闆應用在焊接結構件,飛機蒙皮骨架。
5A06鋁闆應用在焊接結構,冷模鍛零件,焊拉容器受力零件,飛機蒙皮骨部件。
5A12鋁闆應用在焊接結構件,防彈甲闆。
相關資料
表面處理
由于鎂合金制件可能處于潮濕的工作環境或與其它不同材料的零配件進行裝配,為提高及保證制件的耐磨、耐蝕及可看性,鎂合金制件必須進行表面處理。其中預處理會影響到随後的噴塗,在制造過程中,制件可能會被一些污染物如油脂、氧化物、潤滑劑及異物污染,這些殘留的雜質必須清除。
一般鎂合金制件的預處理可分為四種類别:機械清洗、溶劑清洗、堿液清洗、酸洗。以上這些方法可以單獨使用、也可組合使用。抛光過程中須留意研磨粉與水的供給,抛的要很亮才行!AZ91D是比較難抛光的(與前幾道細砂紙有關)。
鎂合金制件常見表面處理方法大緻分為:油、蠟的表面塗敷、化學處理、陽極氧化、噴塗、電鍍、化學鎳、非鉻系皮膜。
鎂合金表面處理的性能檢測項目有:
顔色與外觀、鍍層厚度與重量、孔質層估計、熱穩定性與化學穩定性、耐磨耗性、耐腐蝕性、耐光照性及耐紫外線光照性、光澤特性、表面密度、斷裂性與撓曲性、鉛筆硬度、方格試驗附着性、耐沖擊性、導電性與熱傳性、埃力克森值(Erichsen value)、耐濕性與耐沸水性、耐候性、冷熱循環試驗、耐藥性(堿、硫酸、硝酸、鹽酸等)。
儲運
鎂合金錠及壓鑄廢料必須儲存于不可燃的容器内,不可與其它可燃物混雜,避免受潮。儲存體積不要超過1.4m。堆積儲存的高度不要超過5.5m,不能使用灑水消防系統。鎂合金之間的儲放通道至少要大于堆放高度的一半,并至少保持3m的距離。鎂錠不可放在易燃的地闆上。鎂錠不可傾斜應該平放。儲存的地方要有良好的排水設施,附近不可堆積易燃材料。
鎂合金粉末必須儲存于密閉不可燃容器,并保持環境幹燥。鎂合金粉末遇水易産生氫氣,所以在保存時必須存放在加蓋的容器中,并加一通氣孔,在通風的環境存放。



















