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收藏词条   编辑词条 镁加工

创建时间:2008-08-02
  用塑性加工方法,将镁坯锭加工成材。主要的加工方法有轧制、挤压、锻造等;产品主要有板材、棒材、型材、管材、锻材等。的化学性质活泼,容易氧化,耐蚀性差,熔炼、铸造以及加热时,必须采取防护措施,并要注意安全。在加工过程中,坯料和所获得的产品表面要氧化处理,涂油包装。除镁锂合金外,大多数镁合金为密排六方点阵结构,在室温下,塑性变形能力差,但在200℃以上加工,由于滑移系增加以及发生恢复、再结晶软化,使镁及镁合金具有较高的塑性,所以一般要用热加工或温加工工艺。镁合金在加工时易形成粗大晶粒,会使力学性能变差,熔炼时,必须采用细化晶粒措施。
  熔炼
       镁及其合金的熔炼常用反射炉和坩埚炉。反射炉具有熔化速度快和操作机械化的特点,适于大规模生产。因为镁和氧的亲和力很强,极易燃烧,所以熔炼技术的关键在于防止炉料燃烧。整个加热过程须用熔剂覆盖炉料。熔剂以氯化镁、氯化钾为主,并加入少量氟化物。为防止镁合金熔体的氧化,常加入0.02%的铍。镁合金精炼主要是去除非金属夹杂物。通常使用熔剂精炼,用量约为炉料的1%。为使熔渣沉于炉底,精炼后的熔体需静置一段时间再进行铸造。为防止部分镁合金组织不均匀和出现柱状晶、扇状晶以及粗大晶粒,熔炼时应加入变质剂以改善和调整晶粒组织,并消除少量熔点高的铁、铜、锰金属夹杂物。
  
     铸造

       常用半连续铸造的方法,以获得供塑性加工的坯锭。为防止镁熔体的燃烧和产生氧化夹渣,铸造应在保护气氛下或在封闭系统内进行。保护气氛通常为二氧化硫气体(但要注意二氧化硫对设备的腐蚀性)。二氧化硫在流动液体表面形成致密的硫化镁薄膜,可防止结晶器内镁熔体的氧化。封闭熔铸也可采用氩气保护。铸造时进行电磁搅拌可得到细晶组织并能有效地减少热裂纹。一般情况下,合理选择结晶器高度、铸造速度以及适宜的冷却速度可避免坯锭开裂,特别在铸造扁坯锭时,应使断面均匀冷却。
  镁合金的熔炼和铸造都必须注意安全。如熔炼时用潮湿熔剂,或铸造时熔融金属直接与水接触,都会引起爆炸。
  轧制
       通常用平辊轧制板材。一般用块片式生产,也可用成卷式生产。主要工序为:热轧、粗轧、中轧和精轧。厚板和中板 (6~21毫米)可采用热轧直接轧制成品;薄板(0.5~5毫米)常采用多次加热温轧工艺生产。除MB1和MB8镁锰合金外,坯锭在热轧前须进行均匀化处理,以保证组织均匀并消除铸造应力,从而提高工艺性能。轧前的坯锭加热应在循环通风电炉内进行。加热前需铣面,尤其要注意去除毛刺,以防止由毛刺引起燃烧。
  热轧或温轧前必须预热轧辊,温轧薄板的轧辊常采用电感应方式预热。为清除轧辊表面氧化物,可向辊面喷射适量的润滑剂或水基乳液,以免沾污板材,影响板材表面光洁度。热轧板坯或卷料,须经清洗和化学处理清除表面氧化膜后,方可进行薄板轧制。薄板温轧温度应低于150℃。成卷式轧制时,不加润滑,一次轧成,加工率可达到30~60%。而块片式生产时,道次加工率一般小于30%,压下量过大会引起变形不均而影响表面质量。两次加热间的总加工率为30~80%。
  板材的精整一般在低于退火温度50℃的条件下进行,采用平板加压法,压强为0.03~0.07kgf/mm2,可取得良好效果。对MB8镁锰合金,厚度大于4mm的板材,可在多辊矫直机上矫直,工作温度应高于100℃。为保证板材的表面质量,提高耐蚀性,成品板材需进行机械清刷和化学氧化处理。
  挤压
       挤压方法有正向挤压、反向挤压、润滑挤压和无润滑挤压,可生产各种断面的型材、棒材、管材和空心制品。
  坯料的加热温度和时间必须严格控制。一般加热温度不超过450℃;加热时间要少于 3~4小时。坯料在加热过程中应避免同铝合金接触,特别要防止因局部过热而引起燃烧。挤压温度、速度和变形率都会显著影响制品的性能。挤压速度过快,会增大变形热效应,促进粗晶的形成,影响制品的力学性能。在较低的温度下挤压,可使制品获得较高的和均匀的力学性能。为减少各向异性,直接做结构材料的挤压制品,变形量不应小于90%,做锻件坯料的挤压变形量不应小于60%。挤压制品应采用加温矫直,残余变形量不应大于3%。小断面的挤压制品可直接通电加热,进行拉伸矫直。
  锻造和模锻
       变形温度、变形量、变形速度对工艺塑性的影响很明显。低强合金(MB1)和中强合金(MB2、MB8)具有较高的塑性,变形速度范围较宽。高强合金(MB15)的塑性随变形速度的提高而显著下降,一般用挤压棒材做坯料,以取得较好的工艺塑性。锻造前模具须预热,预热温度为150~300℃。
  模锻一般在压力机上进行,分预模锻和终锻两步。预模锻为终锻提供锻坯,坯料的变形率为40%。终锻是使制品达到所要求的尺寸。为使制品加工硬化和获得细晶组织,一般在较低的温度进行终锻。模锻用锭子油(或矿物油)和石墨(或工艺黄蜡)的混合物作润滑剂。模锻制品可用喷丸法进行表面强化并提高表面光洁度。
    热处理
       有退火处理和人工时效处理(见脱溶)两种:
       ①不可热处理强化的合金,最终热处理为退火。退火可使制品获得适宜的力学性能和减弱各向异性。镁合金的加工制品的晶粒大小对性能有明显影响。为防止晶粒粗化,一般退火温度为350~370℃,加热速度越快越好。加工硬化的镁合金在160~210℃之间进行低温退火,可提高合金的伸长率和耐蚀性。
       ②可热处理强化的合金(如MB6、MB7、MB15等)制品的最终热处理为淬火加人工时效处理。MB15合金也可在热挤压后直接进行人工时效处理。淬火温度一般为370~420℃,淬火介质有空气和水(70~100℃)。在热水中淬火,制品的力学性能比在空气中淬火好。

参考资料:

参考书目 轻金属材料加工手册编写组:轻金属材料加工手册,冶金工业出版社,北京,1979。

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锻造 轧制 

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