鎂合金的應(yīng)用

姜炳春，唐聯(lián)耀

摘 要：鎂合金具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度和比剛度高、良好的鑄造性能、電磁屏蔽和減震性能等一系列的優(yōu)異性能，其中輕著稱，日益?zhèn)涫苋藗冴P(guān)注。鎂合金應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，本文主要介紹了鎂合金在汽車工業(yè)、3C電子工業(yè)以及航空航天工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：鎂合金；應(yīng)用

鎂合金作為一種新型的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有比強(qiáng)度和比剛度高，阻尼、抗震性能好，電子屏蔽能力強(qiáng)，易加工等一系列優(yōu)點(diǎn)，成為減重節(jié)能和保護(hù)環(huán)境的首選材料，被譽(yù)為新世紀(jì)的"綠色工程材料"，在航空航天、交通運(yùn)載和武器裝備的輕量化等方面顯示出廣泛的應(yīng)用前景，中國(guó)是鎂合金儲(chǔ)存量、生產(chǎn)及出國(guó)的大國(guó)，這使得我國(guó)對(duì)鎂合金新材料、新工藝的研發(fā)及應(yīng)用的推廣尤其迫切。基于此，本文介紹了鎂合金在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

1 鎂合金的特點(diǎn)

鎂合金具有一系列的優(yōu)異性能：密度小、比強(qiáng)度、比剛度高；減震、吸震性能好；熱傳導(dǎo)性好、成型零件尺寸穩(wěn)定、易于切削加工；回收再利用率高，同時(shí)還是上等的儲(chǔ)氫材料。

2 鎂合金的應(yīng)用

（一）鎂合金在航天航空的應(yīng)用

航天航空工業(yè)作為一個(gè)高科技領(lǐng)域，而該領(lǐng)域中所工作的航天航空產(chǎn)品對(duì)其使用的材料提出了4點(diǎn)非?？量痰男阅芤螅好芏刃?、剛度大、減震能力強(qiáng)和熱導(dǎo)率高。

鎂合金自身一系列優(yōu)點(diǎn)使得其在航天航空領(lǐng)域中得到巨大的發(fā)展空間。世界各國(guó)將不斷的開發(fā)研究鎂合金在航天航空中的應(yīng)用。法國(guó)的塞德航空公司直升飛機(jī)的齒輪箱鑄件是由Mg-Zn-Re-Zr鎂合金鑄成，在鎂合金中加少量Ag，使時(shí)效強(qiáng)化的稀土鎂合金的拉伸性能得到顯著提高，如民航機(jī)的著落機(jī)輪和直升飛機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)翼附件等。美國(guó)已經(jīng)在戰(zhàn)斗機(jī)上應(yīng)用了鎂合金，穩(wěn)定的提升了戰(zhàn)斗機(jī)的作戰(zhàn)性能。美國(guó)還最早將鎂合金板材應(yīng)用于火箭、螺旋槳、導(dǎo)彈尾翼等航天航空重要部位，這些由鎂合金制造的部件的綜合性能最終替代了傳統(tǒng)使用鋁合金構(gòu)造件，且整體性能得到顯著提升。我國(guó)近年來(lái)也將鎂合金構(gòu)件應(yīng)用于戰(zhàn)斗機(jī)、直升飛機(jī)、軍用運(yùn)輸機(jī)、民航機(jī)、人造衛(wèi)星、運(yùn)載火箭等。變形鎂合金比鑄造鎂合金具有更高的強(qiáng)度和延伸性能，比傳統(tǒng)的變形鋁合金更輕，因此在已在導(dǎo)彈、軍用雷達(dá)、衛(wèi)星和航天飛機(jī)上大量利用了各種牌號(hào)的變形鎂合金。

（二）鎂合金在汽車工業(yè)的應(yīng)用

二十世紀(jì)以來(lái)，全球的能源危機(jī)和社會(huì)環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，汽車工業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一同樣面臨著節(jié)能減排的挑戰(zhàn)，節(jié)能減排已成為當(dāng)務(wù)之急。汽車的整體重量對(duì)其能源消耗有著至關(guān)重要的作用，汽車的自身重量與燃料的使用成正比，汽車重量的減輕就能夠減少燃料的燃燒及減低廢氣的排放量，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果。因此鎂合金將作為汽車產(chǎn)業(yè)的首選新材料。目前鎂合金在汽車上的應(yīng)用零部件主要?dú)w納為2類。（1）殼體類。如門框、座椅架、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)罩、車頂板曲軸箱、變速箱體、離合器殼體、儀表板、氣缸蓋等。（2）支架類。如方向盤、座椅框架、轉(zhuǎn)向支架、剎車支架、分配支架等。鎂合金在汽車上應(yīng)用潛力最大的是整體部件，例如發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)罩、后備行李箱蓋、車頂板、車體加強(qiáng)板、儀表盤、保險(xiǎn)杠、內(nèi)側(cè)車門框架和后部車廂隔板，甚至是油底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體和氣缸蓋等。其中有許多鎂合金汽車部件已經(jīng)在開發(fā)甚至開始應(yīng)用。

20世紀(jì)20年代，日本就已經(jīng)開始將鎂合金應(yīng)用于汽車產(chǎn)業(yè)。1930年，德國(guó)Alder公司開始將73.8kg鎂合金應(yīng)用于汽車零部件，1936年德國(guó)大眾在"甲殼蟲"汽車上的傳動(dòng)箱和曲軸箱已完全用鎂合金取代傳統(tǒng)材料。圖1.1為鎂合金在汽車各部件的應(yīng)用。二十世紀(jì)八十年代后，鎂合金產(chǎn)量的增加和價(jià)格的下跌，壓鑄鎂合金工藝的完善，鑄件鎂合金在汽車產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用進(jìn)入成熟階段。

（三）鎂合金在3C電子產(chǎn)品中的應(yīng)用

3C電子產(chǎn)品是現(xiàn)今全球發(fā)展和更新最快的產(chǎn)業(yè)，數(shù)字化技術(shù)的掌握使得各類不同功能的大、小數(shù)字化產(chǎn)品的涌現(xiàn)，改變了人們的生活。傳統(tǒng)的3C電子產(chǎn)品器材所用的材料是以工程塑料和鋁材為主，由于這兩種材料自身物理性能的局限性，使得傳統(tǒng)材料難以滿足人們對(duì)器材產(chǎn)品輕、巧和環(huán)保等的要求。

鎂合金產(chǎn)品最早出現(xiàn)于日本電子產(chǎn)品中，1998年日本電子器材公司最先成功的將鎂合金應(yīng)用于各式各樣的可攜式電子商品。日本將鎂合金應(yīng)用于筆記本電腦的外殼，使得尺寸精確、外觀顯得薄而巧，同時(shí)其剛度及散熱性能得到極大的提高；同時(shí)還將鎂合金應(yīng)用于移動(dòng)手機(jī)外殼，在通話過(guò)程中增加了散熱和減少了電磁波的散失和電磁波對(duì)人體的輻射，從而提高了通話質(zhì)量，得到廣大消費(fèi)群眾所滿意及認(rèn)可。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在3C產(chǎn)品中鎂合金的使用持續(xù)增長(zhǎng)，從原先筆記本電腦和手機(jī)外殼迅速擴(kuò)張至數(shù)碼相機(jī)，投影儀等3C產(chǎn)品。

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