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镁合金成型及其应用研究摘要文中综述了镁合金的种类、特点及性能，全面介绍了包括塑性成形、半固态成形、RSP等在内的镁合金成形方法，并对镁合金在航空航天、汽车、3C 等工业的应用历史及现状进行了概述，分析了镁合金目前存在的问题，指出了下一步研究的重点，并展望了镁合金的发展前景。
关键词镁合金，成型工艺，应用1、前言镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。
加入AJ、Zn、Mn、Zr和稀土等元素形成的镁合金具有较高的强度。
由于环保、节能方面的压力，在许多领域，传统钢铁材料已逐渐被各种综合性能更为优良的新型材料所替代。
近年来，随着航空航天、交通运输、信息产业的发展，新型轻合金材料的研发日益受到各国的高度重视，镁合金凭借其优异的性能以及低迷的原镁价格，促使包括中国在内的世界各国相继设立相关研究课题，并投入大量人力物力。
镁合金的研究开发与应用已成为材料研究的一大热门，其研究成果也在各个领域得到应用。
目前，镁合金在各领域的应用不断拓宽．市场对镁的需求大幅增长。
作为21世纪令人瞩目的绿色工程材料．汽车轻量化将成为镁应用的主要领域。
镁取代铝是汽车材料应用发展的必然趋势。
关键应用技术的突破是唯一的短期障碍。
全球镁资源量巨大，而且可完全回收再利用，随着其他金属矿产资源的日渐枯竭，金属镁必将成为继铁、铝之后的第三大金属材料。
镁合金以其低密度、比强度和比刚度高、阻尼减震性好、电磁屏蔽性好等优点；同时也是最轻的金属结构材料，被认为是汽车轻量化的首选材料，已成为制造汽车的重要材料；而且已广泛应用在航空航天、汽车、计算机、电子、通讯和家电等行业。
90年代以来．世界各国高度重视镁合金的开发与研究，在美国、日本、德国等国的镁合金研究计划当中都把镁做为21世纪最重要的战略物资，并重点加强镁合金在汽车、计算机、家用电器与航空航天等领域的开发和应用研究。
同时，国际上主要金属材料的应用和发展发生了较为明显的变化，钢铁、铜、铅等传统金属材料的应用增长趋势趋于缓慢，而以镁合金为代表的轻金属结构材料则以每年20％的速度持续迅速增长。
镁合金研究现状及发展趋势镁合金是一种具有很高应用潜力的轻金属材料，具有低密度、高比强度、良好的机械性能以及优异的导热性能等特点，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
本文将对镁合金研究现状及发展趋势进行分析。
镁合金的研究现状主要表现在以下几个方面：首先，镁合金的合金化研究得到了广泛关注。
镁合金的低强度和低塑性是其在一些领域应用受限的主要原因，因此对镁合金进行合金化改性成为研究的重点。
通过添加合适的合金元素，如锌、铝、锆等，可以有效提高镁合金的强度和塑性，提高其综合性能。
其次，镁合金的热处理研究逐渐深入。
热处理是改变镁合金微观组织和提高其力学性能的重要方法。
目前，研究者们对镁合金的时效处理、固溶处理、稳定化处理等进行了广泛研究，并通过优化热处理工艺，提高了镁合金的强度、塑性和耐腐蚀性能。
此外，镁合金的表面处理研究也受到了广泛关注。
镁合金的表面活性、氧化倾向性和易腐蚀性是其应用受限的主要障碍。
目前，研究者们通过电化学氧化、化学镀、溶液渗硅等方法，改善了镁合金的表面性能，并提高了其耐腐蚀性、耐磨损性以及附着力等性能。
镁合金的发展趋势主要有以下几个方面：首先，镁合金的含量逐渐增加。
由于镁合金的低密度和良好的机械性能，具有很高的轻量化潜力，因此将镁合金应用于航空、汽车等领域，可以有效减轻重量，提高能源利用效率。
其次，镁合金的合金化方法将更加多样化。
目前的镁合金大多采用铸造方法制备，但铸造合金化有一定的局限性，不能满足特殊应用的需求。
因此，未来的研究重点将更加注重新型合金制备方法，如粉末冶金、堆积成形、等离子体喷涂等。
此外，镁合金的结构设计将更加系统化。
随着对镁合金研究的深入，研究者们发现材料的微观组织和结构对其性能具有重要影响。
因此，在今后的研究中，将更加注重镁合金的晶粒尺寸、晶界结构和取向等方面的设计和控制，以进一步提高材料的性能。
综上所述，镁合金的研究现状正朝着合金化、热处理和表面处理等方向深入发展，未来的发展趋势将更加注重轻量化、多样化的合金化方法以及系统化的结构设计。
基于纳米技术的新型镁合金制备及其铸造工艺研究随着科技的不断进步与创新，纳米技术已经成为了当前材料科学领域中的热点研究方向。
基于纳米技术的新型镁合金制备及其铸造工艺研究就是其中一个重要的研究方向，下面我们就来探讨一下这个领域的发展现状。
一、新型镁合金的研究背景和意义镁合金是一种轻质高性能材料，其密度只有铝合金的2/3，但是强度和刚性却比铝合金更高。
因此，镁合金被广泛应用于汽车、航空、航天、电子、医疗等领域，并成为了21世纪的绿色材料之一。
然而，传统的镁合金在使用过程中，容易出现脆性断裂、氧化腐蚀等问题。
此外，由于镁的化学活泼性较大，在环境中容易发生氧化反应，所以在铸造制备过程中也会出现许多难题。
为了解决这些问题，科学家们开始研究新型镁合金的制备及铸造工艺，以提高镁合金的力学性能和防腐蚀性能。
二、纳米技术在镁合金制备中的应用纳米技术是一种制备高性能材料的有效手段，其独特的尺度效应赋予材料许多新的特性和性能。
在新型镁合金的制备中，纳米技术主要有以下三种应用方式：1. 纳米晶技术纳米晶技术是通过控制材料的晶粒尺寸在纳米级别内，来改善材料的力学性能和耐腐蚀性能。
研究表明，在纳米晶铸造镁合金中，晶粒尺寸越小，材料的强度和韧性就越高。
此外，纳米晶技术还可以减少材料的氧化反应，提高其防腐蚀性能。
2. 纳米涂层技术纳米涂层技术是通过在材料表面形成纳米级别的涂层，来改善材料的防腐蚀性能和耐磨性能。
研究表明，在纳米涂层镁合金中，涂层的纳米颗粒可以阻止氧化反应的发生，并能够强化材料的表面硬度和耐磨性。
3. 纳米添加剂技术纳米添加剂技术是将纳米颗粒添加到镁合金中，来改善其力学性能和耐腐蚀性能。
研究表明，添加纳米Al2O3后，镁合金的拉伸强度和耐腐蚀性能都得到了显著提高。
三、新型镁合金的铸造工艺研究在新型镁合金的制备过程中，铸造工艺是一个非常重要的环节。
铸造工艺的优化可以增强材料的性能和可靠性，降低生产成本，提高产品质量。
镁合金研究现状及发展趋势摘要：镁合金作为21世纪的绿色环保工程材料之一，近年来已成为学术界的一个研究热点。
本文主要综述了镁合金的研究进展和应用，介绍了耐热、耐蚀、阻燃和高强高韧等高性能镁合金材料的最新发展。
还介绍了镁合金成型技术的研究成果，最后展望了高性能镁合金的发展前景。
关键词：镁合金；高强高韧；成型技术；应用1.引言镁（Mg）是地球上储量最为丰富的元素之一，在陆地、湖泊和海洋中都广为分布，例如，其在地壳表层金属矿资源中的含量达2.3%，仅次于占8.1%的铝和5%的铁，居第三位；海水中的镁含量达到2.1×1015吨，可以认为是取之不尽、用之不竭的元素[1]。
此外，我国的白云石矿储量、菱镁矿以及原镁的产量位列世界镁资源储量首位[2]。
同时，随着当前钢铁行业中铁矿石等资源的日趋紧张，开发和利用镁作为替代材料是必然的趋势。
被誉为“二十一世纪绿色金属结构工程材料”的镁合金是目前所知金属结构材料中最轻的，与其他同类材料相比，它具有密度小，比强度、比刚度较高，可以回收再利用且机加工性能优异，阻尼减震性好，电磁屏蔽效果佳等一系列优点，因此在交通运输（如汽车、摩托车、自行车等工业）、航空航天、武器装备、计算机通讯和消费电子产品等领域具有广阔的应用前景[3]，但其使用量与铝合金和塑料相比还相当少[4]。
目前，从全球镁合金研发状况看，发展方向如图1所示[5]，我国在镁合金材料的应用研究与产业化方面也己取得重大进展，形成了从高品质镁材料生产到镁合金产品制造的完整产业链，为我国实现由镁资源大国向镁应用强国的跨越奠定了坚实的基础。
图1 镁合金的研发方向[5]Fig. 1 Directions of Mg alloy development2.镁合金的特点及分类通过在纯镁中添加其他化学元素，可显著改善镁的物理、化学和力学性能。
但镁合金同时存在着显著的缺点，下面对镁合金的优缺点进行简要的阐述。
2.1镁合金的优点[6 ~ 8]1）密度小、质量轻。
镁合金成形技术现状及展望近年来对轻质材料的需求越来越大，镁合金作为结构材料由于具有比重小、比强度和比刚度高、导热和导电性好、切削加工性好、优良的阻尼性和电磁屏蔽性、易于加工成形和回收等优点，因此广泛应用于汽车、电子、通讯等行业，被誉为"21世纪的绿色工程材料”。
根据成形工艺的不同，镁合金材料主要分为铸造镁合金和变形镁合金两大类。
前者主要通过铸造获得镁合金产品。
包括砂型铸造、永久型铸造、熔模铸造、消失模铸造、压铸等。
其中压铸是最成熟、应用最广的技术。
而后者则是通过变形生产尺寸多样的板、棒、管、型材及锻件产品。
并且可以通过材料组织的控制和热处理工艺的应用，获得更高的强度、更好的延展性、更好的力学性能，从而满足更多结构件的需要。
另外，镁合金的半固态成形作为一种新型铸造技术也得到了广泛的研究与应用。
1 铸造镁合金铸造是镁合金的主要成形方法，包括砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、消失模铸造和压铸等在内的多种铸造方法均可用于镁合金成形。
目前，90％以上的镁合金产品是压铸成形的。
1.1 压铸压铸是镁合金最主要、应用最广泛的成形工艺。
镁合金有优良的压铸工艺性能：镁合金液粘度低，流动性好，易于充满复杂型腔。
用镁合金可以很容易地生产壁厚1.0mm～2.0 mm的压铸件，现在最小壁厚可达0.6mm。
镁压铸件的铸造斜度为1.5，而铝合金是2～3度。
镁压铸件的尺寸精度比铝压铸件高50％。
镁合金的熔点和结晶潜热都低于铝合金，压铸过程中对模具冲蚀比铝合金小，且不易粘型，其模具寿命可比铝合金件长2—4倍。
镁合金件压铸周期比铝件短，因而生产效率可比铝合金提高25％。
镁合金铸件的加工性能优于铝合金铸件，镁合金件的切削速度可比铝合金件提高50％，加工耗能比铝合金件低50％。
生产经验表明由于生产效率高，热室压铸的镁合金小件的总成本低于冷室压铸的铝金同样件。
压铸镁合金可按其成分分为四个系列：AZ(Mg —AL—Zn)系列(AZ91)、AM(Mg—AL—Mn)系列(AM60、AM50)、AS(Mg-A1-Si系列AS41、AS21)、AE(Mg-AL-RE)系列(AEA2)。
镁合金的消失模铸造现状随着近几年环保意识的普及，镁合金的消失模铸造技术越来越受到关注。
镁合金的消失模铸造技术是一种实现合金零件异型加工的方法，在极其复杂的零件异型加工中，具有极其重要的意义。
尽管镁合金的消失模铸造技术同时具有良好的加工精度、高效率的产量等优点，但目前仍存在一些技术障碍。
首先，镁合金的消失模铸造技术主要是采用熔融金属成型，但是在熔融过程中，镁合金的温度要比其他金属更高，容易出现熔化产物的破坏。
此外，镁合金的低密度和较高的熔点，也会增加熔点技术的难度，影响其工艺技术的实施。
其次，镁合金材料在消失模铸造过程中，由于受到熔融金属和冷凝层的作用，会形成大量小孔，这些孔隙会损害零件的力学性能，并降低零件的精度。
此外，镁合金的消失模铸造还受到了金属氧化的影响。
在热处理过程中，消失模型将会形成大量氧化物，这些氧化物在加工过程中容易引起堆积，从而影响镁合金的加工精度和使用性能。
最后，镁合金的消失模铸造还受到了表面处理的影响。
镁合金的表面处理需要通过特殊的工艺手段和技术处理，以提高表面的硬度和耐磨性，但是由于工艺技术不完善，表面处理经常出现问题，而这些问题又会影响零件的精度。
从上面可以看出，镁合金的消失模铸造技术仍存在一些技术障碍，这些障碍正在影响着镁合金的消失模铸造技术的发展。
为了克服这些障碍，相关研究者正在努力开发新的浇注技术、表面处理技术和熔点技术，以提高镁合金的消失模铸造技术。
除了利用新技术来克服技术障碍之外，还应该采取更多措施来改善现有的镁合金消失模铸造技术。
比如研发出更多种适合镁合金消失模铸造工艺的材料，改进镁合金消失模铸造技术的工艺设计，建立一套完善的镁合金消失模铸造技术的质量体系，在镁合金消失模铸造过程中进行正确的温度控制和熔渣流体粘度控制等。
未来，镁合金的消失模铸造技术将会取得较大的进步，克服技术障碍，提高消失模铸造技术的应用水平和效率，使更多的镁合金零件加工得到更快更好的实现。
