浅析铝镁合金压铸成型技术及应用

摘要：铝镁合金质量轻且具有较高的强度、刚度以及良好的铸造性能和减振性能, 同时还具有良好的导热性和电磁屏蔽性能， 这种合金自第一次世界大战被德国使用以来,成了最广泛使用的铸造镁合金的基础。本文综述了铝镁合金的成形技术及其在汽车、电子、航空航天工业以及日常生活领域中的应用。

关键词：铝镁合金；压铸成形；铝镁应用

引言

在今天人们更关注可持续发展和环境保护时，以质轻和可回收利用为应用特点的铝镁合金结构材料的开发和应用越来越受到世界各国的重视，并日益成为现代工业产品的理想材料。现代科技和相关产业技术的发展, 使其各项独特优点日臻完善, 应用范围迅速扩展, 特别是汽车及3C 和航空用铝镁合金零部件的大量应用，使铝镁合金成为目前各研究和生产单位所关注的热点。本文论述了铝镁合金的成形工艺及应用现状。

1 铝镁合金成形工艺

压铸成形是铝镁合金铸造最主要的成形工艺。铝镁合金有优良的压铸工艺性能：合金液粘度低，流动性好，易于充满复杂型腔。用铝镁合金可以很容易地生产壁厚的压铸件，现在最小壁厚可达镁压铸件的铸造斜度为，而铝合金是镁压铸件的尺寸精度比铝压铸件高铝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倍铝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铝镁合金铸件的加工性能优于铝合金铸件，铝镁合金件的切削速度可比铝合金件提高27%，加工耗能比铝合金件低31%。生产经验表明由于生产效率高，热室压铸的铝镁合金小件的总成本低于冷室压铸的铝合金同样件。

近年来，一些新的压铸方法包括真空压铸、充氧压铸、半固态压铸也相继发展应用。其在消除铸造缺陷，提高铸件内在质量方面具有传统压铸方法无法比拟的优点。

（1）真空压铸法

真空压铸通过在压铸过程中抽除型腔内的气体而消除或减少压铸件内的气孔和溶解气体，提高了压铸件的力学性能和表面质量。目前已成功地用该方法生产的汽车轮毂、方向盘零件，其铸件伸长率由提高至。

（2）充氧压铸法

充氧压铸是在金属液充型前，将氧气或其它活性气体充入型腔，置换型腔内的空气。金属液充型时，活性气体与充型金属液反应生成金属氧化物微粒弥散分布在压铸件内，从而消除了压铸件中的气体，使压铸件可热处理强化，这方面的应用如日本轻金属公司用充氧压铸法生产出了计算机铝镁合金整体磁头支架、汽车轮毂等产品。

（3）半固态流变压铸技术

半固态流变压铸具有充型平稳、无金属飞溅、金属液氧化少、节能、操纵安全、减少铸件内孔洞类缺陷等优点。该方法的另一个优点是减少了铸件的收缩率，对某些铸件甚至可以采用零起模斜度，显著减少了铸件的脱模阻力，提高了铸件的尺寸精度。年，美国LIE 化学公司发明的铝镁合金半固态压铸工艺为铝镁合金的半固态金属加工迈出了第一步，并取得项专利。目前该技术已在美国、加拿大、日本等国家得到应用，逐步实现了商业化；该公司又于年推出了第二代半固态压铸设备，已生产出的铝镁合金半固态压铸件有汽车传动器壳盖、点火器壳体等。此外，用碳化硅增强的镁基复合材料结合半固态铸造方法，虽然目前尚未达到商业应用阶段，但将是今后压铸领域的一个发展方向。

（4）铝镁合金的压缩金属成形技术美国俄亥俄精密成形公司研制的铝镁合金金属压缩成形技术是在整个压铸件表面加压的成形方法。在压力下凝固，改善了金属微观组织，减少了晶粒尺寸和孔隙率，铸件致密均匀，生产出的铸件性能接近锻造的，可用于生产性能要求高、形状复杂的铸件。

2 铝镁合金的应用

铝镁合金具备的良好的抗腐蚀性能、易于焊接性和金属光亮性能使其不论在电子行业、航天航空工业，还是在交通运输、桥梁建筑等领域都具有广泛的应用，并且随着铝镁合金工艺技术的不断发展，近年来，铝镁合金在能源、日用品及文体用品等领域也有了一定的发展。

根据铝镁合金的应用状况， 可将其大致分为光辉合金、含镁1wt%的成形加工用材、含镁2wt%～3wt%的中强度合金以及含镁3wt%～5wt%的焊接结构用合金等。

（1）光辉合全。该合金是在铁、硅较少的铝锭中添加0.4%左右的镁，可用作轿车的装饰部件等。

（2）成形加工用材，如5005、5050 是含有1wt%左右的镁的合金， 强度不高，但加工性良好， 易于进行阳极氧化， 耐蚀性和焊接性好。可用作车辆内部材料，特别是用作建筑中的低应力构件和器具等。

（3）中强度合金，如5052 是含有镁2.5wt%与少量铬的中强度合金，耐海水性优良，耐蚀性、成形加工性和焊接性好。具有中等的抗拉强度，疲劳强度较高。此类合金应用范围较广。

（4）焊接结构用合金，如5056 是添加镁5%的合金，在铝铝镁合金中，它具有最高的强度。在低温下的静强度和疲劳强度也较高。切削性、阳极氧化性良好，耐蚀性也优良。适于用作照相机的镜筒等部件。

综上所述可知，铝镁合金在航空航天、交通运输、电子电气、建筑和桥梁结构、机械制造、包装、容器等领域中得到了广泛的应用，并逐渐应用于能源工业、文体用品、日用品以及耐用消费品等领域中。我国铝资源和镁资源均十分丰富， 随着世界各国对降低燃油消耗和减轻环境污染的日益重视，铝镁合金正在受到越来越多的关注，并将逐渐应用到各行业领域中。

3 结束语

通过本文中介绍的铝镁合金的广泛应用，也及其巨大的市场潜力， 近年来铝镁合金受到各国广泛的关注和重视，但在这领域内还有一些尚未解决的问题，主要集中在成形性能和强度性能这两个方面。与钢板相比，铝镁合金的成形性能同钢板成形还存在着一定的差距， 这就在一定程度上限制了铝镁合金在较为复杂的零件上的应用，因此，今后铝镁合金领域研究的一个很重要的方向就是提高其成形性能。通过使铝镁合金具备更好的强度，良好的深冲性能、冷弯性能和可焊性能等，就有望成为在汽车工业中替代钢铁的材料。

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