滨海县恒旺轻金属熔剂有限公司
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①镁合金板材是航空、航天工业不可缺少的材料。航空材料减重带来的经济效益和性能改善十分显著,商用飞机与汽车减重相同质量带来燃油费用节省,前者是后者的近100倍,而战斗机的燃油费节省又是商用飞机的近10倍,更重要的是其机动性能改善可以极大提高其战斗力和生存能力。正因为如此,航空工业才会采取各种措施增加镁合金应用。现在飞机所用的铝材料约占飞机总重量的85%,高强度、耐腐蚀的镁合金板比铝板性能更好,在飞机上应用更有优势。
②镁合金是减轻武器装备质量,实现武器装备轻量化,提高武器装备各项战术性能的理想结构材料。军工上应用,如直升机、歼击机都要大量使用;坦克、装甲车、军用吉普车、枪械武器等等,可使单兵综合作战系统降到6.37Kg。用镁板制造子弹壳、炮弹壳,使单兵子弹负载增加一倍。
③交通工具上应用,如汽车、火车、船舶等,减轻重量、节省能源、减少污染,国家正大力发展。
④在3C产品上广泛应用。
⑤在电源上应用,镁电源类产品都是高能无污染电源,如制造镁锰干电池、镁空气电池、镁海水电池、鱼雷电源以及动力电池。
⑥高电位镁合金牺牲阳极板用在金属保护上。
⑦民用也很广。如环保建筑装饰板材、体育、医疗器械、工具、高级眼镜架、手表壳、
高级旅行用品等焊丝应用
镁合金板材将如何进一步发展
日前,以“努力提升镁合金板带加工技术工艺设备水平,推动镁合金板带的规模化应用”为主题的镁业分会第十六届年会暨2013年全国镁行业大会在辽宁营口召开。中国有色金属工业协会镁业分会顾问孟树昆在会上阐述了当前我国镁合金板材加工问题,并提出了自己的建议。
镁合金板材取得突破性进展
近年来,我国一些镁板加工企业、研究院所、大专院校对高性能变形镁合金板材加工技术与装备的研究与应用取得了令人瞩目的成绩。熔解剂厂家的宽幅镁合金板材轧制技术装备开发与生产有了新进展。如营口银河镁业镁合金板材轧制生产线攻克了成卷轧制技术,使低成本薄板产业化成套技术开发、原镁转变成镁合金板材和板材加工制品成为可能。精轧镁合金板生产线建成。闻喜银光镁业集团等三个单位承担的镁合金板带坯连续铸轧技术及设备的开发实现了短流程、低成本、高质量镁合金板材的批量生产。准晶镁合金铸轧法探索取得成功。闻喜银光镁业集团成功制备了准晶相强化镁合金型材,完成了准晶强化镁合金工程化的尝试。准晶具有优良的电学性、磁学性、耐热性、不粘性和耐蚀性等特点,还具有高硬度、低磨损、低摩擦因数的性质,目前已应用在航天器和飞行武器上。
航空航天工业、军工领域、交通领域(包括汽车工业、飞机工业、摩托车工业、自行车工业等)、3C领域等。 镁合金的特点可满足于航空航天等高科技领域对轻质材料吸噪、减震、防辐射的要求,可大大改善飞行器的气体动力学性能和明显减轻结构重量。从20世纪40年代开始,镁合金首先在航空航天部门得到了优先应用。B-36重型轰炸机每架用4086kg镁合金簿板;洛克希德F-80喷气式歼击机镁板机翼,使结构零件从47758个减少到16050个;“大力神”火箭使用了600kg的变形镁合金;“季斯卡维列尔”卫星中使用了675kg的变形镁合金; 直径约1米的“维热尔”火箭壳体是用镁合金挤压管材制造的。我国的歼击机、轰炸机、直升机、运输机、民用机、机载雷达、地空导弹、运载火箭、人造卫星、飞船上均选用了镁合金构件:一个型号的飞机最多选用了300-400项镁合金构件;一个零件的重量最重近300kg;一个构件的最大尺寸达2m多。在军工方面需要镁合金板材以提高结构件强度,减轻装备重量,提高武器命中率。
镁合金板材应用受限
目前,变形镁合金板材在我国的应用受到很大限制,其产量、用量、合金牌号均远不及钢铁及铝、铜等有色金属。制约其发展的因素主要有以下几点:在加工方面,镁合金深加工能力特别是板材总体加工能力弱,产量少,难以满足需求。目前,国内专门生产镁板的企业屈指可数,且产能低、规模小,年生产能力超过5000 吨的只有一家。据不完全统计,目前全国镁板生产能力仅1万多吨,与我国“十二五”10万吨的镁板需求相距甚远。同时,我国镁合金塑性加工产品,尤其镁板加工的成本高、价格高,制约了其规模化应用。在应用方面,满足不同领域需求的自主研发的新型镁合金牌号太少,汽车、轨道车用高性能宽幅镁合金板材缺乏,推广应用迟缓。
镁合金在汽车工业的应用,镁合金汽车零件的好处可简单归纳为:密度小,可减轻整车重量,间接减少燃油消耗量;镁比强度高于铝合金和钢,比刚度接近铝合金和钢,能承受一定负荷;镁具有良好的铸造性和尺寸稳定性,容易加工,废品率低;镁具有较高阻尼系数,减振量大于铝合金和铸铁,用于壳体可降低噪声,用于座椅、轮圈可以减少振动,提高汽车的安全性和舒适性。早在1930年镁合金就用于一辆赛车上的活塞和欧宝汽车上的油泵箱。上世纪六十年代在有的车上用量达到23千克,主要用作阀门壳、空气清洁箱、制动器、离合器、踏板架等;上世纪八十年代初,严格控制铁、铜、镍等杂质含量,镁合金的耐蚀性得到了解决,同时,成本下降又大大促进了镁合金在汽车上的应用。从上世纪九十年代开始,欧美、日、韩开始把镁合金用于汽车零件上。镁合金压铸件在汽车上的应用已经显示出长期的增长态势。在过去十年里,其年增长速度超过15%。在欧洲,已经有300种不同的镁制部件用于组装汽车,每辆欧洲生产的汽车上平均使用2.5kg镁。每辆汽车对镁的需求将提高至70—120kg。目前,汽车仪表、座位架、方向操纵系统部件、引擎盖、变速箱、进气歧管、轮毂、发动机和安全部件上都有镁合金压铸产品的应用。