第一篇：變形鎂合金的發展現狀

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變形鎂合金的發展現狀

摘要：本文介紹了變形鎂合金的發展現狀，介紹了變形鎂合金的主要成型方式，包括鎂合金高壓扭轉、多向鍛造、軋制等、等通道轉角擠壓和連續擠壓等劇烈塑性變形方式1, 2。分析了大塑性變形的原理，介紹了大塑性變形方式對變形鎂合金晶粒細化和織構控制的影響。通過對現有鎂合金大塑性變形研究結果的總結與歸納,得出了鎂合金大塑性變形技術未廣泛應用的原因所在,并指出開發生產效率高、成本低、工藝簡單的一道次成型即可顯著細化晶粒和控制織構的新型大塑性變形技術將會是未來變形鎂合金領域中的研究重點3。同時介紹了鎂合金大塑性變形擠壓成形的幾種方法，分析了這些方法的特點，并對鎂合金大塑性變形擠壓技術的前景進行了展望。關鍵詞：鎂合金；大塑性變形；連續擠壓

0 緒論

鎂及其合金是實際工程應用中最輕的金屬結構材料，具有密度低、比強度和比剛度高、阻尼減震性好、導熱性好、電磁屏蔽效果佳、機加工性能優良、零件尺寸穩定和易回收等優點，成為航空、航天、汽車、計算機、電子、通信和家電等行業的重要新型料。鎂合金的開發和應用存在著巨大的空間和潛力，正如著名材料專家Cahn所指出的，“在材料領域中還沒有任何材料像鎂那樣存在潛力與現實如此大的顛倒4。”目前，壓鑄是鎂合金成形的主要方式；但是壓鑄件力學性能較差，并且容易產生微小的氣孔，因此阻礙了鎂合金產品的進一步發展。變形鎂合金因其良好的綜合力學性能而受到了重視5。

1各種鎂合金成型技術

1.1 高壓扭轉技術

高壓扭轉工藝通過壓桿向放置在固定不動模具中的盤狀材料施加很高的壓力，同時壓桿作旋轉運動，從而實現扭轉剪切變形。試樣一般為圓盤狀，尺寸較小，直徑一般為10-20mm，厚度為0.2-1.5mm。在高壓扭轉過程中，盤狀試樣可以在高達幾個Gpa的壓力下發生扭轉變形，而試樣的尺寸不發生變化，因此在試樣的外側可以引入很大的剪切應變。由于材料的剪切應變是通過壓桿的旋轉來引入，因此剪切應變量的大小與材料所處位置的半徑有關。通過高壓扭轉制備的材料存在從中心向外側組織不均勻的現象。

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與其他大塑性變形加工工藝相比，高壓扭轉作為一種可連續的加工變形工藝，在理論上可以通過調節扭轉圈數的變化在試樣內部無限量地累積大量剪切應變，使材料晶粒尺寸均勻細化至亞微米級甚至納米級，從而獲得超細晶結構材料。目前，國內外針對高壓扭轉工藝的研究主要集中在結構材料的應用上，通過高壓扭轉加工以顯著細化晶粒，從而達到提高結構材料強韌性的目的6。1.2多項鍛造技術

多向鍛造技術是幾種有代表性的強塑性變形方法之一，與其他方法（如等徑角擠壓和高壓扭轉）相比，多向鍛造技術使用現有的工業裝備即可實現大塊致密材料的制備，可以大幅度提高材料性能，且工藝簡單，成本低，因此有望直接應用于工業化生產。多向鍛造技術是一種自由鍛工藝。形變過程中材料隨著外加載荷軸的變化而不斷地被壓縮和拉長，通過反復變形以達到細化合金晶粒、改善材料性能的效果。

多向壓縮是在多向鍛造技術的基礎上去掉拔長工序，在操作上采用固定比例的方形試樣，每道次壓縮30%~45%，淬水，然后將變形試樣機加工成原比例的試樣，再沿第二軸進行壓縮，反復壓縮變形以達到細化晶粒效果。多向壓縮可以精確地計算變形量，但在本質上仍然屬于多向鍛造技術。1.3軋制技術

常規軋制是生產鎂合金板材的主要工藝。由于鎂合金的塑性成形能力有限，必須進行小變形量多道次變形。在傳統的小道次壓下量多道次軋制過程中，滑移是鎂合金整個變形過程中的主要變形機制，且大部分的塑性變形是通過滑移實現的。基面滑移是鎂合金中最易啟動的滑移系統，鑒于基面滑移只能提供2個獨立的滑移系，從而不能滿足均勻變形的要求。

為了啟動非基面滑移，鎂合金的軋制一般需要在較高的溫度下進行。雖然軋制溫度較高，但由于整體滑移系較少且鎂的層錯能較低（相對鋁等金屬而言），因此鎂合金變形過程中極易誘發孿生以協調變形7。晶界處和孿晶處的變形儲能比較高，因而容易發生動態再結晶。粗晶、剪切帶、孿晶和再結晶晶粒等可同時出現在鎂合金板材組織中。這種組織不均勻性導致鎂合金板材的后續成形性能較差。外，鎂合金在傳統的多道次軋制過程中，隨著道次壓下量的增加，應力容易在粗大晶粒的晶界處集中，導致板材的開裂。此外，隨著軋制道次的增加，鎂合金的基面織構明顯增強，進而增加后續道次變形的難度。

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所謂高應變速率軋制是指對鎂合金板坯進行單道次大應變軋制，通過控制軋輥速度和板坯的厚度來獲得高應變速率。高應變速率變形的應變速率范圍與合金材質和變形工藝有關。應變速率過高時，鎂合金變形時容易開裂。對于鎂合金，軋制應變速率在接近和稍高于時可以納入高應變速率變形的范疇。鎂合金在較高的應變速率下進行軋制時，可以獲得極高的孿晶和動態再結晶形核率，進而獲得均勻的超細晶粒組織1, 8。1.4 等通道轉角擠壓

20世紀70年代初期，由前蘇聯科學家Segal教授及其合作者最早提出并研究了等通道轉角擠壓技術。等通道擠壓模具內有兩個截面相同、以一定角度相交的通道，兩通道的內交角為Ф，外側圓弧角度為Ψ。在等通道轉角擠壓過程中，要求試樣與模具中的通道尺寸緊密配合，試樣在沖頭的作用下經過兩通道的轉角處，產生近似理想的剪切變形。由于不改變材料的橫截面形狀和面積，故反復擠壓可使各次變形的應變量累積迭加而得到相當大的總應變量7, 9, 10。

ECPA利用一個互成一定角度的轉角擠壓金屬，給試樣以純剪切應力，獲得大的塑性變形，經過多次反復擠壓發生應變量累積，獲得組織均勻、晶粒細小的材料。ECPA使材料在擠壓過程中獲得極大的變形量，達到破碎晶粒，增加儲能的目的。更重要的是材料在擠壓過程中形狀不發生改變，因而可以重復擠壓，累積變形量。加工塑性差的材料時，需采用較高溫度或較大轉角4, 9。1.5連續擠壓技術

連續擠壓技術有CONFORM連續擠壓、連續鑄擠和鏈帶式連續擠壓法等。其中，CONFORM連續擠壓已經得到了工業中的實際應用。國內鎂合金的連續擠壓技術研究主要集中在CONFORM連續擠壓上面。在工藝方面，楊俊英

1等以AZ31鎂合金為研究對象，研究了擠壓輪轉速對坯料各層面速度分布的影響機制。結果表明，在連續擠壓的過程中，金屬在不同變形區域的流動速度有差異。擠壓輪轉速越大，不同層面金屬的流動速度差值越大，流動的程度越不均勻。這種流動分布特點是由于輪槽面的摩擦驅動力與型腔壁摩擦阻力的相互作用形成的。吳桂敏等對AZ31鎂合金連續擠壓成形的工藝條件進行了研究，結果表明，變形金屬的等效應力在壓實輪下方最高，等效應變在模具入口處最大，型腔內的溫度最高12, 13。

科技論文寫作結課論文 變形鎂合金今后發展展望

傳統鑄造鎂合金組織都很粗大、力學性能較差，鎂合金層錯能較低，變形過程中易發生動態再結晶，大多數情況下都是通過塑性變形來細化鎂合金晶粒，改善其力學性能。傳統的塑性變形手段包括: 擠壓、軋制、鍛造等。由于鎂合金是六方結構，塑性變形能力較差，統的單一的塑性變形方法已難以進一步提高其力學性能。針對這一難點，很多研究者引入新型的塑性變形手段，或者結合傳統變形方式以提高鎂合金成形性能14。目前變形鎂合金的設計主要在保證好的塑性變形能力前提下：1.選擇好的固溶體合金；2.好的細化晶粒的方法；3.利用不同的強化機理，如固溶強化、細晶強化、沉淀強化和復合強化等方法提高材料的綜合力學性能。開發新型高強、超輕、耐熱、耐蝕變形鎂合金是目前鎂合金設計的重點14-23。

超輕鎂合金主要指Mg-Li系合金。該合金是輕合金材料中最輕的一種，其比強度高，具有良好的冷熱變形能力，是超輕高強合金的一個重要合金系，其冷變形率達50%以上，韌性和焊接性能良好，在共晶成分附近具有良好的加工性能和超塑性24。結語

變形鎂合金具有一系列優良的性能，近年來，國家加大了對其開發研究的投入，關鍵的加工技術正在快速突破，變形鎂合金應用的重點也從宇航、兵器工業等領域擴展到了民用高附加值產業，如汽車、電腦、通訊和家用高檔產品等，展示了其巨大的應用價值。我國有豐富的鎂資源和居世界首位的鎂合金產能，但目前還沒有形成具有優勢的變形鎂合金塑性加工技術體系，在產品開發及其應用方面尚存在嚴重不足，變形鎂合金產品還沒有找到巨大的應用市場。隨著科學技術的發展，變形鎂合金的加工技術將會快速發展，它的技術難題取得突破之時，變形鎂合金將得到更廣泛的應用25。

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第二篇：鎂合金總結報告

鎂合金總結報告

班級：材料學號：姓名：韋春陽

08A—2 08108010232 摘要：鎂合金是最輕的工程結構材料，具有密度低、比強度和比剛度高等特點，被廣泛應用于汽車、電子等領域，要擴大鎂合金的應用范圍，提高其力學性能是十分重要的一項十分關鍵因素。

關鍵詞：發展史

鎂合金系

AZ91鎂合金

一、鎂合金簡介

鎂合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金。其特點是：密度小（1.8g/cm3鎂合金左右），比強度高，彈性模量大，散熱好，消震性好，承受沖擊載荷能力比鋁合金大，耐有機物和堿的腐蝕性能好。主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金。主要用于航空、航天、運輸、化工、火箭等工業部門。在實用金屬中是最輕的金屬，鎂的比重大約是鋁的2/3，是鐵的1/4。它是實用金屬中的最輕的金屬，高強度、高剛性。

二、鎂的工業發展史發展史

鎂是地殼中含量最豐富的元素之一，其豐度居第8位，約占地殼組成的2.5％，主要以白云石(碳酸鎂鈣)、菱鎂礦存在，此外，海水中含鎂約0.13％，可謂取之不盡，但人類認識鎂卻較晚.1828年法國科學家A．A．Bussy用金屬鉀將鎂從熔融的氧化鎂中置換出來。

1852年R．Bunsen建立了一個小型實驗電解槽用電解法生產鎂。

1886年以Bunsen的電解槽為基礎，在德國建立了首個商業性電解鎂廠。

1910年世界鎂產量約10t／a，到1930年增長到1200t／a以上。二戰期間鎂工業獲得了飛速發展，從1935年開始，德、法、蘇、奧、意等國分別建立了鎂廠，美國的鎂產能擴大了10倍，1943年世界鎂產量約為235kt／a。

1943年世界鎂產量約為235kt／a。此期間鎂主要用來制造燃燒彈、照明彈、曳光彈、信號彈以及軍事和飛機等軍用設備的零部件。

二戰結束后，1946年世界鎂產量降低到25kt／a，世界各國開始考慮鎂合金在民用工業的開發和應用，在以后的20年中，美國Dow化學公司在開發鎂合金及其生產技術方面取得了突出的成就，為鎂及其合金在冶金、航空、電子、兵器、汽車、化學及防腐、印刷、紡織等民用工業部門的應用開辟了道路，使鎂工業出現了連續增長的勢頭，實際上從二戰結束以來年均增長率在7％左右，現在世界上鎂產能已達到550kt／a，2000年實際產量為430kt。

三、鎂合金系的劃分

四、Mg-Zn 鎂合金系特點

五、熔煉鎂合金的生產工藝流程

六、熔煉鎂合金的反射爐結構

1—爐殼

2—爐底

3—溜口

4—爐子拱蓋

5—加料孔

6—燃燒嘴

7—移動式小車

8—支柱托輥和爐子傾斜托輥

七、AZ91鎂合金劑熔煉法

八、鎂合金的應用

在航天的應用

鎂合金是航空器、航天器和火箭導彈制造工業中使用的最輕金屬結構材料。鎂的重量比鋁輕，比重為1.8，強度也較低，只有200～300兆帕(20～30公斤/毫米2)，主要用于制造低承力的零件。鎂合金在潮濕空氣中容易氧化和腐蝕，因此零件使用前，表面需要經過化學處理或涂漆。德國首先生產并在飛機上使用含鋁的鎂合金。鎂合金具有較高的抗振能力，在受沖擊載荷時能吸收較大的能量，還有良好的吸熱性能，因而是制造飛機輪轂的理想材料。鎂合金在汽油、煤油和潤滑油中很穩定，適于制造發動機齒輪機匣、油泵和油管，又因在旋轉和往復運動中產生的慣性力較小而被用來制造搖臂、襟翼、艙門和舵面等活動零件。民用機和軍用飛機、尤其是轟炸機廣泛使用鎂合金制品。例如，B-52轟炸機的機身部分就使用了鎂合金板材635公斤，擠壓件90公斤，鑄件超過200公斤。鎂合金也用于導彈和衛星上的一些部件，如中國“紅旗”地空導彈的儀表艙、尾艙和發動機支架等都使用了鎂合金。中國稀土資源豐富，已于70年代研制出加釔鎂合金，提高了室溫強度，能在300°C下長期使用，已在航空航天工業中推廣應用。

目前,鎂合金在汽車上的應用零部件可歸納為2類。

(1)殼體類。如離合器殼體、閥蓋、儀表板、變速箱體、曲軸箱、發動機前蓋、氣缸蓋、空調機外殼等。

(2)支架類。如方向盤、轉向支架、剎車支架、座椅框架、車鏡支架、分配支架等。

根據有關研究,汽車所用燃料的60%是消耗于汽車自重,汽車自重每減輕10%,其燃油效率可提高5%以上;汽車自重每降低100 kg,每百公里油耗可減少0.7 L左右,每節約1 L燃料可減少CO2排放2.5 g，年排放量減少30%以上。所以減輕汽車重量對環境和能源的影響非常大，汽車的輕量化成必然趨勢。

手機電話，筆記本電腦上的液晶屏幕的尺寸年年增大，在它們的枝撐框架和背面的殼體上使用了鎂合金。

雖然鎂合金的導熱系數不及鋁合金，但是，比塑料高出數十倍，因此，鎂合金用于電器產品上，可有效地將內部的熱散發到外面。

在內部產生高溫的電腦和投影儀等的外殼和散熱部件上使用鎂合金。電視機的外殼上使用鎂合金可做到無散熱孔。電磁波屏蔽性:鎂合金的電磁波屏蔽性能比在塑料上電鍍屏蔽膜的效果好，因此，使用鎂合金可省去電磁波屏蔽膜的電鍍工序。

在硬盤驅動器的讀出裝置等的振動源附近的零件上使用鎂合金若在風扇的風葉上使用鎂合金，可減小振動達到低騷音。此外，為了在汽車受到撞擊后提高吸收沖擊力和輕量化，在方向盤和坐椅上使用鎂合金。

九、鎂合金的防腐蝕方法

1、化學轉化處理

鎂合金的化學轉化膜按溶液可分為：鉻酸鹽系、有機酸系、磷酸鹽系、KMnO4系、稀土元素系和錫酸鹽系等。

傳統的鉻酸鹽膜以Cr為骨架的結構很致密，含結構水的Cr則具有很好的自修復功能，耐蝕性很強。但Cr具有較大的毒性，廢水處理成本較高，開發無鉻轉化處理勢在必行。鎂合金在KMnO4溶液中處理可得到無定型組織的化學轉化膜，耐蝕性與鉻酸鹽膜相當。堿性錫酸鹽的化學轉化處理可作為鎂合金化學鍍鎳的前處理，取代傳統的含Cr、F或CN等有害離子的工藝。化學轉化膜多孔的結構在鍍前的活化中表現出很好的吸附性，并能改鍍鎳層的結合力與耐蝕性。

有機酸系處理所獲得的轉化膜能同時具備腐蝕保護和光學、電子學等綜合性能，在化學轉化處理的新發展中占有很重要的地位。

化學轉化膜較薄、軟，防護能力弱，一般只用作裝飾或防護層中間層。

2、陽極氧化

陽極氧化可得到比化學轉化更好的耐磨損、耐腐蝕的涂料基底涂層，并兼有良好的結合力、電絕緣性和耐熱沖擊等性能，是鎂合金常用的表面處理技術之一。

傳統鎂合金陽極氧化的電解液一般都含鉻、氟、磷等元素，不僅污染環境，也損害人類健康。近年來研究開發的環保型工藝所獲得的氧化膜耐腐蝕等性能較經典工藝Dow17和HAE有大程度的提高。優良的耐蝕性來源于陽極氧化后Al、Si等元素在其表面均勻分布，使形成的氧化膜有很好的致密性和完整性。

一般認為氧化膜中存在的孔隙是影響鎂合金耐蝕性能的主要因素。研究發現通過向陽極氧化溶液中加入適量的硅-鋁溶膠成分，一定程度上能改善氧化膜層厚度、致密度，降低孔隙率。而且溶膠成分會使成膜速度出現階段性快速和緩慢增長，但基本上不影響膜層的X射線衍射相結構。

但陽極氧化膜的脆性較大、多孔，在復雜工件上難以得到均勻的氧化膜層。

3、激光處理

激光處理主要有激光表面熱處理和激光表面合金化兩種。

激光表面熱處理又稱為激光退火，實際上是一種表面快速凝固處理方式。而激光表面合金化是一種基于激光表面熱處理的新技術。激光表面合金化能獲得不同硬度的合金層，具有冶金結合的界面。利用激光輻照源的熔覆作用在高純鎂合金上還可制得單層和多層合金化層。

采用寬帶激光在鎂合金表面制備Cu-Zr-Al合金熔覆涂層時，由于涂層中形成的多種金屬間化合物的增強作用，使合金涂層具有高的硬度、彈性模量、耐磨性和耐蝕性。而由于稀土元素Nd的存在，在經過激光快速熔凝處理之后得到的激光多層涂敷，晶粒得到明顯細化，能提高熔覆層的致密性和完整性。

激光處理能處理復雜幾何形狀的表面，但鎂合金在激光處理時易發生氧化、蒸發和產生汽化、氣孔以及熱應力等問題，設計正確的處理工藝至關重要。

4、其他表面處理技術

離子注入是在高真空狀態下，在十至數百KV電壓的靜電場作用下，經加速的高能離子(Al、Cr、Cu等)以高速沖擊要處理的表面而注入樣品內部的方法。注入的離子被中和并留在樣品固溶體的空位或間隙位置，形成非平衡表面層。

有研究認為耐蝕性能的提高是由于自然氧化物的致密化、注入離子的輻射和形成鎂的氮化物的結果。所得改性層的性能與所注入離子的量和改性層的厚度有關，而基體表面的MgO對改性層的耐蝕性能的提高也有一定的促進作用。

氣相沉積即蒸發沉積涂層，有物理氣相沉積(PVD)和化學氣相沉積(CVD)兩種。它是利用能使鎂合金中的Fe、Mo、Ni等雜質含量大幅度降低，同時利用涂層覆蓋基體的各種缺陷，避免形成局部腐蝕電池，從而達到改善防腐性能的目的。

十、鎂合金生產火災預防及撲救對策

1、鎂合金切削工藝的火災危險性

（1）鎂屑性質活潑,高溫下極易燃燒。鎂合金切削過程中,鎂屑切口處大部分是未氧化的鎂和鎂合金。由于金屬鎂屬一級遇濕易燃品,著火點及最小引燃能量低,加之切屑薄而小,比表面積大,因此高溫環境下在空氣中極易燃燒。

（2）高速切削時會產生高溫,引燃鎂屑。機械加工時,為充分發揮刀具的切削性能,提高生產效率和工件質量,一般要求較高的切削速度。而高速度的切削往往會使金屬切屑的溫度高達700°C~ 1 000°C,當缺乏冷卻液的有效供應時,高溫將足以引燃鎂屑起火。（3）鎂屑燃燒溫度高,火災蔓延速度快,撲救難度大。鎂一旦發生火災,其燃燒溫度可達3 000°C,燃燒熱值高達25 121 kJ/kg。當鎂屑呈粉狀時與空氣混合遇火能發生爆炸。此外,由于鎂高溫時遇水可發生化學反應放出氫氣,故金屬鎂火災中,水、泡沫、四氯化碳等滅火劑都受到限制,干粉、鹵代烷滅火劑的滅火效果亦不明顯,撲救難度大。

2、鎂合金切削加工工藝火災預防

（1）控制好切削速度。切削熱的產生與切削速度呈同比例增長,因此切削速度對切削溫度影響極大。在實際工作中我們發現,不同的切削速度產生的切削熱會使切屑的表面氧化膜顏色發生變化。因此,通過不同切削速度下的鎂合金切削氧化膜顏色,便可估算出安全的車床主軸轉速。

（2）正確選擇切削液。除非機械構造本身限制,在鎂合金切削加工時應始終充分供應切削液以及時降低切屑溫度。考慮到鎂的化學特性,切削液的選擇應避免采用可燃、具有強氧化性及含水量較高的液體,從而防止冷卻液遇高溫鎂屑燃燒或反應放熱起火。

（3）強化易燃、可燃物品的監管。冷加工切削過程中使用的潤滑油及精密機床使用的液壓油、導軌油、主軸油等大多為可燃液體,而且一般儲油量都較大,如普通機床液壓油約有20 kg~70 kg。所以日常工作中應加強設備的檢修與維護,保持機床完好,嚴防漏油。對清潔機床后遺留的油抹布、油棉紗等,應及時清理,并與鎂屑相隔離。

3、鎂屑火災的撲救

（1）嚴禁使用水、泡沫、四氯化碳、二氧化碳滅火劑撲救。（2）對已燃金屬鎂屑應選用D級滅火器。如7150、D類干粉、干砂等,考慮到目前國內市場上7150、D類干粉滅火器并不常見,而干砂對機床(特別是精密機床)損壞大,根據實際可就地取材選用75 %~80 %的覆蓋熔劑粉加20 %~25 %硫磺粉經混合制成的撒粉熔劑灌裝在手提干粉滅火器中進行滅火,效果明顯。

（3）撲救鎂屑火災時,應使滅火器噴嘴與起火鎂屑間保持一定距離,以盡量減少滅火器噴射過程中對鎂屑的沖擊作用,防止鎂屑擴散形成爆炸性混合物。

十一、鎂合金的發展前景

進入21世紀，鎂的最大也是最為持久的熱點是作為汽車、筆記本電腦、手提電話及電視機零件上鎂合金壓鑄件的使用。我國將從兩個大的方面來發展鎂合金的應用，一是3C產品及其它輕工消費產品，另一方面是電動車及汽車零件。鎂合金有4個主要系列：Mg-Al-Zn-Mn(AZ系列)，Mg-Al-Mn(AM系列)，Mg-Al-Si(AS系列)，Mg-Al-稀土(AE系列)，它們各具特有的使用性能，能滿足多種功能的需要，將會得到廣泛應用。

第三篇：鎂合金安全培訓教材

鎂合金壓鑄及機加工過程中的安全培訓教材

前言

隨著鎂合金壓鑄的興起與發展，鎂合金壓鑄企業越來越多，鎂金屬火災一直以來是目前全國，乃至全世界消防處置的難題之一，這些火災的情況十分復雜，稍有不慎，極易造成人員傷亡。我國的《建筑設計防火規范》在生產加工和儲存物品的火災危險性分類中，將鎂加工企業列為乙類，即鎂粉/鎂屑為易燃物質，燃燒產生的爆炸性氣體H2又極有可能發展為爆炸事故。

在鎂合金生產經營中如不重視安全生產，將會釀成毀滅性的災難。例如1964年，我國某廠的鎂爐發生爆炸，不僅整個生產線化為灰燼，而且當時燒死4人、燒傷多人，造成重大的人身和財產損失。又如2001年3月20日西班牙Dalphimetal公司（生產鎂合金汽車配件）在清理收集鎂屑時不慎產生火花，引燃鎂屑，并導致火災發生。火災造成25t鎂錠、600t鎂成品、4臺全自動壓鑄機生產線和廠房被徹底燒毀。2003年12月某壓鑄配套廠，由于打磨工段沒堆積在地面上的鎂粉燃燒，并釀成火災。2003年12月29日美國Garfield公司（鎂回收廠儲藏庫）發生燃燒和爆炸。因此，對安全生產必須高度重視。

好多年以前，人們對用電也很恐懼，說電能把人給電死，要遠離電，但現在人們知道怎樣去用電和防護，人們沒有了對電的恐懼，電成為了人們生活中不可缺少的能源。鎂合金壓鑄也是一樣，只要給予必要的關注，鎂合金并不比危險。傳統觀念認為鎂合金具有危險性，是一種不安全的材料。

近年來，通過大量的生產實踐，人們已經逐步走出傳統的誤區。其實理論上存在的危險性，在實踐中并不能一概而論，事實上鎂的塊狀固體相當安全，不會發生燃燒和爆炸。甚至將鎂塊直接對著火焰加熱和燃燒，也不會引起鎂的燃燒。即使鎂塊被引燃，只要將火焰撤離，鎂塊也會因為熱量迅速散失，溫度降至燃點以下，火焰會自動熄滅。

鎂塊具有熱容量大、熱量散失快、燃點高的特性。鎂塊的燃燒必須是先將固體鎂塊加熱到650℃（熔點），固體鎂塊溶化后再對液體的鎂繼續加熱到1100℃（沸點），這時才會有鎂蒸氣逸出，氣體的鎂才具有極強的燃燒和爆炸危害性。

但是鎂粉/鎂屑、輕薄料的確也存在一定的燃燒、爆炸危害性。一般認為：當空氣中鎂粉塵濃度達到20mg/L時就可能引起爆炸；直接對鎂粉塵加熱到340—560℃也可能引起鎂粉塵的燃燒。

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鎂合金生產在壓鑄行業中發生的燃燒、爆炸事故也往往是由鎂粉/鎂屑、輕薄料引起的。因此能否保證鎂合金的生產安全，在鎂合金熔爐工段，關鍵是避免鎂湯和含氧物質及水分接觸。應特別注意不能混入飲料水、汗水，生產中使用的工具不能潮濕。而在后加工工段，其關鍵在于對鎂粉/鎂屑、輕薄料能否進行有效管理和控制。

鎂金屬的物理性質

鎂是銀白色的金屬, 熔點648.8℃,沸點1107℃,高溫下具有延展性。它的密度是1.74克/厘米 38℃-40℃是鎂的燃點，活潑金屬，遇濕易燃物品。具刺激性，對眼、上呼吸道和皮膚有刺激性，吸入可引起咳嗽、胸痛等。

鎂合金發生燃燒的化學反應機理

1.能在空氣中燃燒，燃燒時產生強烈的白光并放出高熱。遇水或潮氣猛烈反應放出氫氣，大量放熱，引起燃燒或爆炸。粉體與空氣可形成爆炸性混合物，當達到一定濃度時，遇火星會發生爆炸。引燃溫度340—560℃，爆炸下限[%(V/V)]：44～59mg/m3，最小點火能40 mJ。

2Mg+ O2=2MgO 釋放大量熱量

2.鎂與水發生作用，產生氫氣和產生放熱反應，熱量的聚集到一定程度時，會引起劇烈燃燒和爆炸。

Mg+H2O=MgO+H2↑ Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ 2H2+ O2=2H2O 釋放大量熱量

3.在潮濕狀態下，鎂與鐵銹Fe2O3中的氧發生作用，產生劇烈的燃燒，釋放出高熱，發出耀眼的白光。

3Mg+ Fe2O3=3MgO+2Fe 發生劇烈反應 4.鎂和河沙中的SiO2反應

2Mg+SiO2=2MgO+Si 發生劇烈反應

鎂合金的安全生產條件與要求

1對管理工作的要求

（1）管理的模式。建立健全完善公司的安全管理機構，并實行公司、部門、班組三級管理模式。

（2）安全管理的核心內容。“誰主管，誰負責”的原則。“管生產必須管

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安全”的原則

（3）安全生產檢查制度。安全生產委員會每月二次“四查”工作：查安全生產制度和安全生產作業規范的制定與落實，查有無違章操作的現象；查是否存在不安全的隱患；查不安全的隱患及是否得到及時、有效的整改。

（4）鎂合金安全生產的中心任務是：防止鎂塵、鎂粉、鎂屑及鎂的輕薄料發生燃燒和爆炸。

（5）鎂火災防護的 “三防”和“四危害”。“三防”，即防火、防水、防高溫；“四危害”，即強光、高熱、迅猛燃燒、遇水爆炸。

（6）鎂火災防護八項措施：1）盡早撲滅初期火災；2）斷電；3）報警；4）降溫；5）禁水；6）隔絕空氣；7）遇險逃生；8）防止火源擴大。

2對安全生產條件的要求

（1）生產場地要求空間高，自然通風好，場地寬敞，有充足的避險逃生通道。

（2）建筑結構必須采用預制混凝土或磚混結構的不燃材料，門窗和室內設備應具有阻燃和防火功能。

（3）建筑車間應該分為若干個相互獨立、保持有相對安全距離的區域。

（4）現場配置足夠量的消防沙和ABC干粉滅火器，尤其是不得用水去撲滅鎂合金火災。

（5）消防器材的配置地點應該標志明顯，取用方便，并實行專人維護和保養，不得挪作他用。

（6）作業區必須實行嚴格的禁火、禁水管制，并防止火星、火花的產生。

（7）電源線路、電器設備的安裝必須符合國家安全規范的規定，經有國家資質的檢測機構檢測合格。

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（8）應準備必要的呼吸器具。3對操作人員的要求

（1）操作人員的個人防護是從事鎂合金壓鑄的基本條件。鎂合金壓鑄人員的基本保護用品有工作服、安全帽、防護面罩、隔熱石棉手套、防火衣褲（耐熱700℃以上）、安全鞋。操作人員上崗前必須進行相應的安全培訓，并考試合格方能上崗。

（2）操作人員在進行作業以前，必須按規定正確穿戴勞動保護用品（穿勞保鞋，戴棉質口罩、平滑手套、平滑帽子，穿無口袋、無袖口的工作服），未穿戴防護用品的人員不能靠近作業區域，不能進行操作。

（3）操作人員不準帶病、酒后及疲勞上崗，壓鑄作業區不能帶入飲料、水、火種。

（4）生產現場必須保持整潔干燥，如發生漏油、漏水必須馬上清理干凈。（5）生產現場及四周不允許存放易燃易爆物品，對本人工位上的鎂粉/鎂屑、輕薄料、必須每2h清理一次，并裝入專用中轉容器；組長安排每班下班前運走和進行無害化處理，嚴禁堆放在生產現場造成安全隱患。

（6）操作人員在鎂合金熔煉爐前加料、打渣時，必須穿好工作服，戴上頭盔，防止汗液滴入鎂湯中，防止飛濺，導致灼傷皮膚甚至引起爆炸。

4各生產工序的安全生產要求和防護措施 4.1 鎂合金熔煉區的安全與防護

鎂合金熔煉時的常規保護措施比其他熔融金屬的要求更加嚴格，要求生產人員必須使用面罩和防水衣。對鎂而言，水汽不論其來源如何，都會增大熔體發生爆炸和著火的危險，尤其是當汽水與鎂湯接觸時，會產生潛在的爆炸源H2。

4.1.1熔爐內火災的控制和滅火

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（1）熔爐火災一般可分為坩堝中著火和坩堝破裂兩種形式。

（2）坩堝中著火通常由于保護氣體匱乏所致。檢點：保護氣體是否開啟；份量是否足夠；混合比正確與否；有無備用瓶；管路接頭有無泄漏；爐蓋有無蓋緊、密合。操作中不應該經常開啟爐蓋。

（3）清渣前要預熱清渣工具，清渣時會產生零星的火花，操作者不需為此驚慌。

（4）若因保護氣體匱乏引起液面著火時，應立即丟入大量覆蓋劑并施以充分的保護氣體。

（5）一發現爐內冒出白煙，要沉著，迅速切斷電源，通知相關人員，并立即穿戴防護用具。由泄湯口排出或檢視孔所見的鎂湯量判斷漏湯程度，作不同的應變處理。若泄湯口未流出任何鎂湯，則立即將覆蓋劑丟入爐內及承湯皿中，然后用干燥的杓子從坩堝內舀出一些熔湯，接著連續丟入幾支完全干燥的鎂錠，使坩堝內的熔湯盡快凝固。

若泄湯口流出的鎂湯量不多，呈絹絲狀，則立即將覆蓋劑大量丟入爐內及承湯皿中，在承湯皿尚未滿前盡快用干燥的杓子將爐內的鎂湯舀出一部份，然后連續丟入鎂錠，使熔湯快速凝固。

若泄湯口流出的鎂湯量大，如同倒水，這時要立即打開爐蓋丟入大量的覆蓋劑及鎂錠，同時承湯皿也放入鎂錠和大量的覆蓋劑，能丟多少就丟多少，這時舀湯出來已失去時效性，不需再浪費時間。接著離開現場，從遠處監視其動靜。同體積下鋁錠吸收的熱量比鎂高，因此，滅火時可考慮使用鋁錠取代鎂錠。（6）干砂不可用于熔爐內滅火。4.1.2鎂合金錠熔化前的預熱

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由于溫度和存放及運輸過程中的相對溫度變化，鎂合金錠會吸收一定的水分。鎂合金錠總會具有氣、裂紋和表面氧化，以上特征和水分有關。在熔化之前把鎂合金錠預熱到150℃以除去水分。

4.1.3鎂合金熔化、保溫及停爐

（1）所有的清理工具和澆注杓子使用前必須在洗滌溶劑中洗滌，并預熱以除水汽，目視完全干燥后方可使用，并且在入熔爐時緩慢放入。（2）所有溶劑都必須密封保存，并保持干燥，含水量小于3%。（3）工作場地應經常保持干燥、整潔、通風良好和道路暢通。熔化區域的地板材料應耐熱且不吸水，因普通水泥在金屬溢出時會釋放出水分，建議使用耐火磚和特種水泥

（4）防止燃燒/氧化，輸入適當流量的保護氣體，并且熔爐要密封性能良好，確保保護氣體的供應不能中斷。爐蓋不能冒煙

（5）在添加鎂合金錠的和其它操作時，盡量減少爐蓋口的打開時間。（6）停爐時，只有當坩堝內溫度低于350℃以下時，才可關掉保護氣體。（7）對坩堝要定期檢查，防止坩堝裂紋和裂紋導致鎂液泄漏。（8）鎂合金燃燒時，嚴禁用水、二氧化碳或泡沫滅火劑滅火，這些物質會催化鎂的燃燒并引起爆炸。嚴禁用砂子滅火，因為火勢相當大時，SiO2與Mg 反應，放出大量的熱并促使鎂劇烈燃燒。

4.2 鎂合金壓鑄區的安全與防護

由于溶化的鎂液易燃易爆，遇氧氣劇烈燃燒，遇水爆炸，遇鐵銹、有水分的混凝土、含硅的耐火材料等均會劇烈反應，且一旦發生火災時難以撲滅，因此，對其壓鑄成套裝備的性能、可靠性、安全性要求極高。一般情況下，鎂液初始的小面積的起火尚能采取一些措施補救，一旦引起大火或蔓延、爆炸，則

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無法控制和補救，將會造成巨大的人員、財產傷亡損失。坩堝內層因鎂液的腐蝕和SF6保護氣體的腐蝕也可能穿孔，穿孔后溶化的鎂液流出起火爆炸將造成重大災害事故。夏季易造成高溫鎂合金液的飛箭傷人或爆炸起火事故。

4.2.1鎂合金壓鑄生產過程的要求

（1）鎂合金壓鑄生產過程中，最重要的是保持現場的干燥、干凈。（2）壓鑄現場必須清潔，不允許有任何積水、油污存在，并要有良好的通風、排氣條件。

（3）鎂合金錠要存放在陰涼、干燥、通風的庫房中，熔煉現場不宜存放過多的鎂錠。

（4）鎂合金的水口料、廢料也應放在不燃的容器內單獨存放。生產現場的廢料必須及時清理打掃，且應裝在干燥的不燃容器內。

（5）打開鎂合金熔爐前應檢查各項電器、儀表是否工作正常，氣管是否連接完好，防止N2和SF6的泄漏。

（6）加料前應檢查各開口是否密閉，料嘴、料筒是否配合恰當。加料后要迅速蓋上加料口，防止空氣過多進入熔爐而引起氧化燃燒。

（7）溶化鎂合金必須有氣體保護，不得將有雜質的鎂錠、鎂粉、鎂渣加入。進入熔爐前的鎂錠和清渣工具必須干燥、無油，至少預熱到150℃。

（8）要常檢查沖頭，不能漏水，否則可能發生爆炸和傷人。另外沖頭的冷卻可用風冷，模具的加熱及冷卻一般用耐高溫油。

（9）鎂合金壓鑄沖頭速度也比鋁合金壓鑄的高，為避免飛料傷人，有時在模具上分型面部位加裝飛料擋板。壓鑄時前后安全門一定要關閉，操作者嚴禁站在分型面上。

（10）模具上的脫模劑要吹干，否則可能產生噴濺或傷人。

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（11）不能對料筒噴脫模劑，否則可能產生噴濺和傷人。

（12）打碴時，動作要快，避免汗水和異物掉入熔爐中，爐碴放入干燥的鐵桶后，要迅速灑上干硅沙覆蓋，以防止氧化燃燒。

（13）壓鑄車間配置滅火器材，用于鎂合金的滅火劑有干沙、干粉滅火器、這些滅火器材應放置在醒目的地方，便于現場緊急使用，對滅火器材要經常檢查。

（14）鎂壓鑄時熔爐坩堝的腐蝕銹蝕是難以完全避免的，當發生坩堝破裂泄露時，處理方法如下：首先要迅速切斷電源，穿戴防護用具，由泄液口的流量判斷泄露程度，做出不同的處理。如果泄液口沒有鎂液流出，可立即將覆蓋劑大量丟入爐中及盛液皿中，然后用干燥的勺子從爐中舀出一些鎂液，接著放入幾個預熱過的鎂錠，使坩堝內的鎂液盡快凝固；如果流出的鎂液不多，則立即將覆蓋劑大量丟入爐中及盛液皿中，在盛液皿尚未滿之前，盡快用勺子將爐內的鎂液舀出一部分，然后連續丟入大量覆蓋劑及鎂錠，同時盛液皿中也要放入大量覆蓋劑。此后盡快離開現場，從遠處觀察動靜。不過像這樣的事故很少發生，關鍵是平時要按規定做好熔爐的定期檢查及維護，以防患于未然。

4.3 鎂合金機械加工區的安全要求與防護措施

在機加工和處理鎂合金碎屑時，必須遵守以下規定：

禁煙火、刀鋒利、碎屑厚、乳劑不停、切屑結束立退刀、不用水性切屑液、清潔干燥、通風良好、機臺無屑、廢料桶有蓋,下班清掉！滅火用沙和干粉,千萬不能用水澆！!4.4 鎂合金研磨區的安全要求與防護措施

研磨產生鎂粉極易燃燒，對于相關設備和操作，必須認真考慮采取防火 和防止爆炸的措施。

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禁煙火和火星、濕塵收集、常清理、電氣防爆、衣褲無袋、通風良好、機臺無屑、下班清掉！氯化鐵水溶液后埋掉。滅火用沙和干粉,千萬不能用水澆！!4.5打磨、拋光、烤漆工序的安全要求與防護措施

禁煙火和火星、場內無鐵具,及水帶入，清潔干燥、吸塵、排風、照明防爆、衣褲無袋、棉質口罩、平滑手套、濕式吸塵器裝戶外、5%氯化鐵溶液來浸泡、氫氣逸出;烤漆工段無塵、涂層腐碳樹脂漆、滅火用沙和干粉,千萬不能用水澆！!4.6鎂合金熱處理安全要求與防護措施

裝爐前工件清潔干燥加除屑、爐膛內清潔、干燥。同爐同料、按規操作、溫度控制要嚴格、絕對禁止水滅火,火災發生先斷電。

4.7物資的安全存儲管理安全要求與防護措施

（1）鎂產品和鎂材料倉庫適宜小型化、分割化、分散化，鎂錠堆垛高不能超過1.5m，防止因過量存儲引起鎂合金火災而造成重大損失。

（2）鎂的廢料應實行專庫存儲，堆垛一般不超過1.4m3，并適宜存儲于加蓋阻燃的容器內。

（3）鎂產品、鎂材料倉不能混存有氧化劑、還原劑及易燃物質。并留足通道（大于堆垛高度的50%）。

（4）嚴禁火源、火種及水帶入倉庫，防止鎂產品、鎂材料被雨淋、誰浸、受潮，并保持通風散熱。

（5）鎂屑與微細粉末的處理

目前，鎂屑、鎂粉末與淤渣的常用處理方法是，用5%的氯化鐵溶液進行溶解(一般 1kg 干燥 鎂使用 0.6kg 氯化鐵)，可在數小時內使絕大多數鎂轉化

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成不燃燒的氫氧化鎂和氯化鎂殘渣。由于在這種反應中會產生氫氣，故應在室外的敞開容器中進行處理，并嚴禁在反應器的周圍生火吸煙或焊接作業。在配制5%的氯化鐵溶液時，應將淤渣中的水考慮進去。

結束語

必須記住，鎂合金錠，壓鑄件和表面處理后的零件只有整體達到初始熔點以發生才會發生燃燒。由于高的火焰溫度（3900℃），鎂合金燃燒會發出耀眼的白光。這對于沒有經驗的人是很可怕的，因此遵守安全制度和滅火規定是非常重要的。鎂的熱容只有汽油的一半，只要小心謹慎，鎂合金起火是很容易熄滅的。由于濕氣的存在，要小心發生飛濺爆炸。切記不可驚慌，更不能用水撲滅鎂合金起火，使用水會導致爆炸和火勢漫延。

安全法寶

車間干燥干凈、不燃結構裝修

操作正確規范、粉碴定期清理 員工防護用品、杜絕疲勞/手機

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第四篇：鎂合金的材料,可能有用

鑄造工藝裝備基礎條件差 工藝裝備不配套，特別是對金屬型的模具設計與制造等不夠重視。原輔材料的生產比較分散，其生產設備簡陋，技術落后，測試手段短缺，原輔材料品種不一，質量不穩定。原輔材料質量檢測、鑄造過程控制檢測、鑄件內在質量檢測等往往不能完全起到監督和預防的作用。我國許多企業在生產全過程中不是主動、嚴格執行行標、國標和符合國際標準的企業標準，廢品率有的高達30%~50%。此外，我國的許多標準制定后多年不加修訂，給產品的生產、銷售等都帶來諸多不便

我們已開發成功了數個可量產化的輕質高強度鎂鋰合金材料，產品技術處于國內領先和國際先進水平，具有絕對的市場競爭力和廣闊的市場前景原輔材料的生產比較分散，其生產設備簡陋，技術落后，測試手段短缺，原輔材料品種不一，質量不穩定。原輔材料質量檢測、鑄造過程控制檢測、鑄件內在質量檢測等往往不能完全起到監督和預防的作用。我國許多企業在生產全過程中不是主動、嚴格執行行標、國標和符合國際標準的企業標準，廢品率有的高達30%~50%。此外，我國的許多標準制定后多年不加修訂，給產品的生產、銷售等都帶來諸多不便

針對陜北的跨越式發展目標，提出了建設府谷、神木鎂產業基地，推進榆林能源基地資源深度轉化，拉長產業鏈條，加大財政引導資金投入力度，組建省級鎂業企業集團，集中力量開展技術攻關，重點發展六種鎂合金，加強鎂業人才建設

鎂鋰合金材料是當今世界上最輕的金屬結構材料，屬于國際上列入高度保密的技術。今年年底，中國將在西安閻良國家航空高技術產業基地實現這種金屬結構材料的規模化生產，用于航空、航天、能源等多個領域。

據西安交通大學材料專家柴東朗教授介紹，鎂鋰合金材料具有低密度、高塑性等特點，是當今世界上最輕的金屬結構材料，可部分替代目前應用于航空、航天領域的鋁材及其他鋁合金材料，具有廣泛的應用前景。中國對鎂鋰合金材料研究已有一段時間，但是大多數處于實驗室階段，直到2010年西安交通大學與西安四方超輕材料有限公司合作在西安閻良國家航空高技術產業基地建成了中國第一條鎂鋰合金生產線。

經過兩年來的進一步研發，目前西安四方超輕材料有限公司已在鎂鋰合金的冶煉工藝、質量控制、表面處理、機械加工等方面取得了突破性成果，為產品的推廣應用創造了良好條件。

根據規劃，到今年年底，西安四方超輕材料有限公司鎂鋰合金超輕材料項目將實現規模化生產，預計可年產100噸鎂鋰合金超輕材料。

我國鎂深加工能力很薄弱。雖然早在50年代后期鎂壓鑄業就已經起步，先后有若干廠家生產林業用機械和工具、風動工具等鎂合金壓鑄件。到了90年代初，在汽車工業、電子工業發展的帶動下，國內的鎂壓鑄業有了較大的發展。為3C等產品配套的鎂合金壓鑄件廠主要云集在華南和江、浙地區，尤以珠江三角洲一帶最為突出。這一地區受到香港、臺灣兩地資金的投入、技術的支撐、市場的開拓以及管理的介入等全方位的拉動，發展速度令人關注。

積極穩妥地發展鎂產業 實現鎂合金產業化是一項涉及面廣、技術集成度高的大型系統工程。近10多年來，在世界范圍內相繼建立的一大批鎂合金壓鑄工廠，形成了有一定規模的汽車和IT行業的基礎結構件的生產群體。歐美、日等發達國家在鎂合金產業化方面已經走在前頭，無論是在技術本身，還是組織實施、政府和行業攻關計劃方面都積累了豐富的經驗。此外，臺灣和香港地區在鎂合金加工領域和市場開拓等方面均具有雄厚的實力和良好的基礎，這些都是值得我們認真加以研究、借鑒的。

鎂合金產品開發技術含量高，要求資金投入多，投資風險大，若沒有足夠的資金支持，沒有很強的市場變化應對能力，沒有高素質的技術和管理人才，將難以維持有效地鎂合金壓鑄生產。以企業為主體走產、學、研結合之路，把技術創新與體制創新緊密結合起來；按市場機制運作，積極穩妥地推進我國鎂合金壓鑄業的發展，是應對所面臨的發展機遇和挑戰的基礎對策。

我國在鎂合金的研究開發、市場啟動和產業化等方面都已經嚴重落后于發達工業國家。中國發展鎂產業的關鍵是不能滿足于利用低層次的加工業提供廉價的美產品，只能通過發展高技術來提高技術水平，實施進口替代和鼓勵出口的戰略，實現鎂產業持續發展。中國鎂產業的發展應借鑒國外鎂產業的發展經驗，在發揮市場經濟體制作用和廣大企業及投資者主觀積極性的前提下，充分利用政府行政管理的作用，用鎂產業進步與產業升級來推動總量控制和結構優化，建成若干家集科、工、貿、金為一體的有一定國際競爭能力的大型生產基地或企業集團，使它們成為帶動行業發展的骨干和中堅力量，從而大大提高鎂產業的生產集中度和市場競爭力。

在這個循環經濟產業鏈中，企業利用原煤生產出蘭炭、煤焦油和煤氣，蘭炭用于生產硅鐵和電石，硅鐵用作生產金屬鎂的還原劑，煤氣用作冶煉金屬鎂的燃料或者發電，鎂渣等工業廢料生產免燒磚、水泥等建筑材料。而用生產蘭炭時產生的尾氣作為燃料來生產金屬鎂，不僅實現了廢氣回收，也節約了每噸原鎂3000元左右的燃料成本。

國家在編制《新材料產業“十二五”發展規劃》時，將鎂合金作為一種高端金屬結構材料列入新材料范疇，金屬鎂作為“21世紀的綠色環保材料”將廣泛應用于電子、航空、汽車等行業。而我省神府地區的金屬鎂生產企業有90%以上以生產銷售原鎂為主，生產附加值更高的鎂合金的企業卻寥寥無幾，存在巨大的發展潛力。

目前，我省已經開始謀劃鎂產業的技術創新和轉型發展，力爭在10年內將我省的這一特色優勢產業打造成產值過千億元的鎂業基地。我省將依托神府現有基礎，打造金屬鎂冶煉和鎂合金壓鑄件基地；依托關中高端制造業發達優勢，規劃建設鎂合金深加工生產基地；依托西安科教和人才優勢，推動涉鎂企業和科研等建立鎂合金研發中心和工程技術中心，同時，還將在省內的汽車、航空航天企業積極推廣應用鎂合金。在這樣的集群發展中，陜西金屬鎂的生產、科研、應用潛能將得到充分的發揮，真正做大做強陜西鎂業。

2013年1月25日，西安航空基地與陜西工業技術研究院、陜西中能雍工航空鎂業有限公司、中國重型機械研究院股份公司共同簽訂協議，標志著“航空鎂合金產業園及高效節能鎂合金板帶示范線”項目正式落戶航空城。這一項目的入區，為西安航空基地打造新材料產業集群邁出了堅實的一步。

鎂合金是制造工業中可使用的最輕金屬結構材料之一，可廣泛應用于航空、航天、汽車、鐵路、兵器裝備、IT等多個領域。特別是在航空產業，是飛機襟翼、艙門、輪轂、儀表盤、油路設備等多項零部件的理想材料，具有廣闊的應用前景。航空鎂合金產業園入區后，計劃在鎂合金板帶材業務板塊上投資17億元，建成“高效節能鎂合金板帶示范線”項目。“高效節能鎂合金板帶示范線”項目是“航空鎂合金產業園”一期的示范項目，采用了最新的“鑄軋＋溫軋”短流程工藝，可實現年產3000噸鎂合金超寬超薄板卷帶。

“航空鎂合金產業園”示范線建成投產后，工研院、中能雍工公司和中國重型機械研究院將組織專家和技術人員深入開展鎂合金應用產品的研究開發。在一期示范線的基礎上，將陸續在園區內建設新型鎂合金板材、高鐵輕軌和汽車專用鎂合金型材、高純度精煉鎂錠、鎂合金錠、沖壓零部件等生產線，以鎂合金精、深加工產品為主導，建成占地約250畝的高品質鎂合金產品的研發、中試及產業化基地，總產能將達到7萬噸以上。項目建成后，將進一步擴大鎂合金材料的應用市場，大幅降低鎂合金產品的生產成本，提升鎂合金產品的質量和制造水平。

加快培育和發展戰略性新興產業，是西安航空基地成立以來的核心戰略選擇，而新材料則是基地精心培育的一朵“產業之花”。近年來，西安航空基地搶抓戰略性新興產業發展機遇，通過產業鏈構建，著力培育構建科技含量高、經濟效益好、資源配置合理、綠色低碳環保的新材料產業集群，已形成了耐高溫陶瓷基復合材料、高性能碳纖維復合材料、無機高分子材料、超輕鎂鋰合金等多個新材料產業板塊，與基地相關入區企業形成了鏈條式和集群式的互動發展態勢。

隨著“航空鎂合金產業園及高效節能鎂合金板帶示范線”項目的入區，西安航空基地新材料產業集群又添一員生力軍。借渭北工業區全面推進建設的東風，西安航空基地將加快推進產業集群培育和城市環境建設，進一步做強產業優勢和環境優勢，實現產業與環境雙輪驅動，助推西安國際化大都市建設再上新臺階。

今年5月，陜西鎂業的“善用蘭炭廢氣轉化能源生產純鎂——府谷地區獨創的鎂循環經濟產業鏈模式”獲得國際鎂協2012環保責任獎，這是該獎設立70年來，第一次由中國單位獲得。而這個模式，也是神府地區金屬鎂生產的最大特色。

山西鎂合金產業化的準產業集群特性，表現為以下幾個方面“(1)對資源和能源優勢的過度依賴，導致山西的多數鎂企業以原鎂生產(產品單一)為主，產業集群中產品結構不合理!產業分工不明確”山西目前的70多家鎂業企業，有6家是既產原鎂又深加工，n家是深加工企業，其余的全是只生產原鎂“(2)準產業集群的下游產業企業不多，支持配套產業企業不強”原鎂業本身就是個上游產業，它的上游只有采礦和能源，這在山西是可以保證供應的;下游規模性的鎂合金深加工(壓鑄!擠壓等)產業和相關制造產業(3C!汽車制造業和配件業等)不多，現在只有富士康!大同廣靈化工!聞喜銀光!太原同翔等少數幾家企業;左右支持配套產業僅有幾家提供回轉窯!還原爐的企業，太原風華生產精煉爐和鎂合金型材設備，而生產鎂壓!鑄機械的企業還沒有一家“。目前，山西鎂合金產業化吸引周圍其他經濟活動和生產要素向其集中的能力還不強，還不能形成聚集經濟效果，也影響了自身的快速成長” 5產業鏈在向下游延伸!深加工能力不斷增強 鎂鋰合金材料是當今世界上最輕的金屬結構材料，我國將于年底實現這種材料的規模化生產，屆時不僅將帶動整個鎂合金產業的啟動，也有望給金屬鎂概念帶來長期利好，相關概念值得關注。

中國將實現鎂鋰合金材料規模化生產

據西安交通大學材料專家柴東朗教授介紹，鎂鋰合金材料具有低密度、高塑性等特點，是當今世界上最輕的金屬結構材料，可部分替代目前應用于航空、航天領域的鋁材及其他鋁合金材料，具有廣泛的應用前景。中國對鎂鋰合金材料研究已有一段時間，但是大多數處于實驗室階段，直到2010年西安交通大學與經過兩年來的進一步研發，根據規劃，到今年年底，西安四方超輕材料有限公司鎂鋰合金超輕材料項目將實現規模化生產，預計可年產100噸鎂鋰合金超輕材料。該技術采用真空熔煉技術，在氬氣保護條件下進行中間合金及合金材料的熔煉。通過彌散強化、固熔強化機理提高了鎂鋰合金強度，通過將鎂合金的塑變機制由孿晶變形改變為以滑移機制為主，使合金塑性大幅度提高。

該項目在航空、航天、機械、電子、醫療等多個領域形成廣泛的應用前景，填補國內空白，對促進我國輕質合金材料技術發展應用起到引導和推動作用，并創造巨大的經濟效益。

鑒定委員會一致同意通過該科技成果的技術鑒定，認為其綜合性能及技術水平達到國內領先、國際先進水平，并建議在此技術基礎上，不斷完善產品生產工藝，以提高市場競爭力。

第五篇：鎂合金焊接技術總結

鎂合金焊接技術的研究及發展

余福慶

（機械學院 材料成型及控制工程 201007110）摘要 ： 鎂合金在航空航天、汽車、電子等領域具有廣闊的應用前景, 焊接技術已經成為制約其應用的技術關鍵。介紹了鎂合金的物理特性及應用特點。通過對國內焊接的研究現狀及成果進行分析，簡述了鎂合金的應用情況及其焊接特點，介紹了鎂合金的鎢極氬弧焊，電子束焊及電阻點焊，攪拌摩擦焊，激光焊等常用的幾種焊接方法及其研究。總結了各類焊接方法的特點，并指出鎂合金焊接研究中存在的問題，并對鎂合金焊接研究及應用進行了展望。

關鍵詞：

鎂合金 焊接 研究現狀

Research and development of magnesium alloy welding technology

Yu Fuqing Mechanical College Material Forming and Control Engineering 201007110 Abstrac：Magnesium alloy has a broad application prospects in the field of aerospace, automotive, electronics, welding technology has become a key technology for restricting its application.The physical properties of magnesium alloy and application characteristics.Through the analysis of the research status and achievements of domestic welding, briefly the application of its welding characteristics of magnesium alloy, magnesium alloy gas tungsten arc welding, electron beam welding and resistance spot welding, friction stir welding, laser welding etc.several commonly used welding method and its research status.Summarizes the characteristics of the various types of welding methods, and pointed out that the problem exists in the magnesium alloy welding research, and magnesium alloy welding research and application prospects.Key words： magnesium alloy;welding;research status 一，鎂合金物理化學特性與焊接特性

鎂合金的密度小,約為1178 g/ cm3 ,是鋁的2/ 3 ,鋼的1/ 4。同時,鎂合金還具有高的比強度、比剛度、減震性和導熱性,較好的可切削性和可回收性,因而被稱為21 世紀的“綠色”工程材料。隨著鎂合金的冶煉技術不斷提高和人們對能源、環保的高度重視,鎂合金成為迅速崛起的一種工程材料,采用鎂合金結構件可以大大減輕結構重量,降低生產成本。因此它在汽車、摩托車、航空航天等領域具有巨大的應用前景。鎂合金作為一種新型高性能結構材料,在實際應用中不可避免地采用連接結構,而焊接無疑是優先選擇的連接方法之一。由于鎂合金的熔點低,線膨脹系數和導熱率高,與氧、氮的親和力強,焊后易形成夾雜和脆性相,易產生焊接變形和熱裂紋,使焊接接頭的力學性能下降,因此,焊接已成為制約鎂合金結構件廣泛應用的障礙之一。針對鎂合金焊接的特點和難點,應采用能量密度大、焊接熱輸入小、焊接速度快的高效焊接方法。近些年來出現的新工藝,如 鎢極氬弧焊，電子束焊及電阻點焊，攪拌摩擦焊，激光焊等常用的幾種焊接方法。

二，鎂合金新工藝焊接方法分析及對比 鎢極氬弧焊

鎢極氬弧焊(TIG)是最早用于鎂合金材料焊接的方法之一，目前，也是鎂合金最常用的焊接方法。由于鎂合金的特點，其氬弧焊一般采用交流電源，以去除氧化膜。由于鎂合金熱膨脹系數大，易產生焊接裂紋、焊后變形等缺陷，需要采用夾具系統固定、坡口預處理、焊前焊后熱處理等措施，以保證獲得性能良好的焊接接頭。鎂合金TIG 過程中主要存在氣孔、夾雜和熱裂紋等缺陷，利用活性焊接可以改善鎂合金TIG 時存在的熔深淺的缺點。

電子束焊

鎂合金因具有較低的熔點、較高的化學活性及高的熱導率，鎂合金焊件接頭強度一般低于母材，因此高能量、焊劑保護及真空環境下進行鎂合金的焊接尤為必要。電子束焊(EBW)是一種能量密度高、焊接效果好、適應范圍廣的焊接方法，焊接過程在真空狀態下不受氧氣等氣體的影響，在真空狀態下熱損失很小，加熱速度快。電子束精確可調，無論是對鎂合金薄件還是厚件均可一次焊透。EBW冷卻速度快，元素的擴散時間及擴散距離短，相易于形核，焊縫晶粒細小，有利于改善接頭性能。與氬弧焊相比，EBW接頭的力學性能更高，并且高于母材和其它方法焊接的焊縫，這主要與焊縫區晶粒非常細小，熱影響區很窄有關。電阻點焊

電阻點焊(RSW)是汽車生產中最常用的焊接工藝之一，也是鎂合金眾多連接方法中具有較大潛力的一種。RSW作為一種焊接鎂合金薄板的有效焊接方法，開始受到人們的普遍重視。鎂合金的點焊工藝與鋁合金點焊相似。鎂合金RSW接頭主要由焊核區和熱影響區組成。焊核區含有兩種不同的組織結構，焊核中心為等軸晶結構，焊核邊沿為胞狀-樹枝晶結構，焊核區這種組織結構的過渡是由于焊核中心與邊沿凝固條件不同所致。焊核區裂紋敏感性較高。熱影響區內出現晶界熔化及粗化現象。攪拌摩擦焊

攪拌摩擦焊(FSW)是由英國焊接研究所開發的一種新型固相連接技術，與傳統的焊接方法相比，具有優質、高效、低耗、焊接變形小、無污染等特點，在薄板焊接中具有其它焊接方法不可比擬的優勢，特別適合于鋁、鎂等合金結構的連接。由于鎂的塑性變形能力差，目前大多數鎂合金產品都是鑄造件，很少采用鍛壓、扎制、擠壓等方法加工。這使得鎂合金的應用受到很大限制，也相應制約了鎂合金FSW的研究。

慣性摩擦焊

慣性摩擦焊(通常稱摩擦焊)是利用兩個工件相互接觸并高速旋轉, 在接觸面上產生大量的摩擦熱使其達到鍛造溫度, 然后施加一個軸向頂鍛力而完成兩工件的固相連接。金屬工件表面的氧化膜和油污會在初始的摩擦中得以去除, 所以不會影響到接頭的質量。摩擦焊接中的產熱很少, 接頭的形成在金屬的熔點以下, 屬于固相連接, 因此氣孔、裂紋等缺陷不易形成。由于摩擦焊操作簡單, 生產效率高, 并且可以獲得高質量的接頭, 由于摩擦焊接過程中接頭的形成并非通過金屬的熔化而形成, 原理上更接近于擴散, 所以可以焊接異種金屬。激光焊接

激光焊接的焊速高, 質量好, 無變形, 無需真空條件, 且容易實現自動化焊接。在焊接過程中,激光束照射到金屬表面時, 材料將瞬時汽化并在束流壓力和蒸汽壓力的共同作用下形成一個細長的小孔, 小孔中的汽化金屬被電離并將攝入的能量完全吸收, 然后將熱量傳遞給周圍材料使之熔化, 在小孔附近形成熔池。激光焊可以得到極小的熔化區和熱影響區并能凈化焊縫, 減少焊縫中的內應力、裂紋和氣孔等缺陷。激光焊接時, 焊縫的背面成形受熱輸入和氣體保護流量的影響, 在恰當的焊接工藝條件下可以得到很好的表面成型和高質量的接頭, 從外觀上看, 焊縫連續, 狹窄, 變形很小, 且無表面缺陷。

三，鎂合金焊接技術前程展望

在現有的鎂合金焊接方法中,傳統的TIG焊焊接質量良好,應用范圍相當廣,適合各種接頭的焊接,但由于能量密度不高,熔深比較淺,熱影響區較寬,而活性TIG焊則彌補了許多不足,值得深入研究;激光焊熱影響區較小,焊縫美觀,但易產生氣孔,成本較高;攪拌摩擦焊焊縫晶粒細小,接頭力學性能優良,但是接頭形式受限制,成本較高。在鎂合金焊接的研究中,有幾方向研究得很少。但很有潛在意義:(1)鎂合金的活性TIG焊的研究;(2)鎂合金的復合焊研究;(3)鎂合金熔焊過程中溫度場模型的建立,對凝固過程了解很重要;(4)鎂合金攪拌摩擦焊的焊核成型過程模型的建立和完善。（5）鎂合金與鋼、鋁合金等異種金屬的焊接問題。

參考文獻

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