meijiagong

鎂加工

magnesiumfabrication

用塑性加工方法，將鎂坯錠加工成材。主要的加工方法有軋制、擠壓、鍛造等；產(chǎn)品主要有板材、棒材、型材、管材、鍛材等。鎂的化學(xué)性質(zhì)活潑，容易氧化，耐蝕性差，熔煉、鑄造以及加熱時(shí)，必須采取防護(hù)措施，并要注意安全。在加工過程中，坯料和所獲得的產(chǎn)品表面要氧化處理，涂油包裝。除鎂鋰合金外，大多數(shù)鎂合金為密排六方點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，在室溫下，塑性變形能力差，但在200以上加工，由于滑移系增加以及發(fā)生恢復(fù)、再結(jié)晶軟化，使鎂及鎂合金具有較高的塑性，所以一般要用熱加工或溫加工工藝。鎂合金在加工時(shí)易形成粗大晶粒，會(huì)使力學(xué)性能變差，熔煉時(shí)，必須采用細(xì)化晶粒措施。

熔煉鎂及其合金的熔煉常用反射爐和坩堝爐。反射爐具有熔化速度快和操作機(jī)械化的特點(diǎn)，適于大規(guī)模生產(chǎn)。因?yàn)殒V和氧的親和力很強(qiáng)，極易燃燒，所以熔煉技術(shù)的關(guān)鍵在于防止?fàn)t料燃燒。整個(gè)加熱過程須用熔劑覆蓋爐料。熔劑以氯化鎂、氯化鉀為主，并加入少量氟化物。為防止鎂合金熔體的氧化，常加入0.02%的鈹。鎂合金精煉主要是去除非金屬夾雜物。通常使用熔劑精煉，用量約為爐料的1％。為使熔渣沉于爐底，精煉后的熔體需靜置一段時(shí)間再進(jìn)行鑄造。為防止部分鎂合金組織不均勻和出現(xiàn)柱狀晶、扇狀晶以及粗大晶粒，熔煉時(shí)應(yīng)加入變質(zhì)劑以改善和調(diào)整晶粒組織，并消除少量熔點(diǎn)高的鐵、銅、錳金屬夾雜物。

鑄造常用半連續(xù)鑄造的方法，以獲得供塑性加工的坯錠。為防止鎂熔體的燃燒和產(chǎn)生氧化夾渣，鑄造應(yīng)在保護(hù)氣氛下或在封閉系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行。保護(hù)氣氛通常為二氧化硫氣體(但要注意二氧化硫?qū)υO(shè)備的腐蝕性)。二氧化硫在流動(dòng)液體表面形成致密的硫化鎂薄膜，可防止結(jié)晶器內(nèi)鎂熔體的氧化。封閉熔鑄也可采用氬氣保護(hù)。鑄造時(shí)進(jìn)行電磁攪拌可得到細(xì)晶組織并能有效地減少熱裂紋。一般情況下，合理選擇結(jié)晶器高度、鑄造速度以及適宜的冷卻速度可避免坯錠開裂，特別在鑄造扁坯錠時(shí)，應(yīng)使斷面均勻冷卻。

鎂合金的熔煉和鑄造都必須注意安全。如熔煉時(shí)用潮濕熔劑，或鑄造時(shí)熔融金屬直接與水接觸，都會(huì)引起爆炸。

軋制通常用平輥軋制板材一般用塊片式生產(chǎn)，也可用成卷式生產(chǎn)。主要工序?yàn)椋?a href="http://www.575zr.com/rezha/" target="_blank">熱軋、粗軋、中軋和精軋。厚板和中板(6～21毫米)可采用熱軋直接軋制成品；薄板（0.5～5毫米）常采用多次加熱溫軋工藝生產(chǎn)。除MB1和MB8鎂錳合金外，坯錠在熱軋前須進(jìn)行均勻化處理，以保證組織均勻并消除鑄造應(yīng)力，從而提高工藝性能。軋前的坯錠加熱應(yīng)在循環(huán)通風(fēng)電爐內(nèi)進(jìn)行。加熱前需銑面，尤其要注意去除毛刺，以防止由毛刺引起燃燒。

熱軋或溫軋前必須預(yù)熱軋輥，溫軋薄板的軋輥常采用電感應(yīng)方式預(yù)熱。為清除軋輥表面氧化物，可向輥面噴射適量的潤滑劑或水基乳液，以免沾污板材，影響板材表面光潔度。熱軋板坯或卷料，須經(jīng)清洗和化學(xué)處理清除表面氧化膜后，方可進(jìn)行薄板軋制。薄板溫軋溫度應(yīng)低于150。成卷式軋制時(shí)，不加潤滑，一次軋成，加工率可達(dá)到30～60％。而塊片式生產(chǎn)時(shí)，道次加工率一般小于30％，壓下量過大會(huì)引起變形不均而影響表面質(zhì)量。兩次加熱間的總加工率為30～80％。

板材的精整一般在低于退火溫度50的條件下進(jìn)行，采用平板加壓法，壓強(qiáng)為0.03～0.07kgf/mm，可取得良好效果。對[hjm]B8鎂錳合金，厚度大于4mm的板材，可在多輥矯直機(jī)上矯直，工作溫度應(yīng)高于100。為保證板材的表面質(zhì)量，提高耐蝕性，成品板材需進(jìn)行機(jī)械清刷和化學(xué)氧化處理。

擠壓擠壓方法有正向擠壓、反向擠壓、潤滑擠壓和無潤滑擠壓，可生產(chǎn)各種斷面的型材、棒材、管材和空心制品。

坯料的加熱溫度和時(shí)間必須嚴(yán)格控制。一般加熱溫度不超過450；加熱時(shí)間要少于3～4小時(shí)。坯料在加熱過程中應(yīng)避免同鋁合金接觸，特別要防止因局部過熱而引起燃燒。擠壓溫度、速度和變形率都會(huì)顯著影響制品的性能。擠壓速度過快，會(huì)增大變形熱效應(yīng)，促進(jìn)粗晶的形成，影響制品的力學(xué)性能。在較低的溫度下擠壓，可使制品獲得較高的和均勻的力學(xué)性能。為減少各向異性，直接做結(jié)構(gòu)材料的擠壓制品，變形量不應(yīng)小于90％，做鍛件坯料的擠壓變形量不應(yīng)小于60％。擠壓制品應(yīng)采用加溫矯直，殘余變形量不應(yīng)大于3％。小斷面的擠壓制品可直接通電加熱，進(jìn)行拉伸矯直。

鍛造和模鍛變形溫度、變形量、變形速度對工藝塑性的影響很明顯。低強(qiáng)合金([hjm]B1)和中強(qiáng)合金（[hjm]B2、[hjm]B8）具有較高的塑性，變形速度范圍較寬。高強(qiáng)合金([hjm]B15)的塑性隨變形速度的提高而顯著下降，一般用擠壓棒材做坯料，以取得較好的工藝塑性。鍛造前模具須預(yù)熱，預(yù)熱溫度為150～300。

模鍛一般在壓力機(jī)上進(jìn)行，分預(yù)模鍛和終鍛兩步。預(yù)模鍛為終鍛提供鍛坯，坯料的變形率為40%。終鍛是使制品達(dá)到所要求的尺寸。為使制品加工硬化和獲得細(xì)晶組織，一般在較低的溫度進(jìn)行終鍛。模鍛用錠子油（或礦物油）和石墨（或工藝黃蠟）的混合物作潤滑劑。模鍛制品可用噴丸法進(jìn)行表面強(qiáng)化并提高表面光潔度。

熱處理有退火處理和人工時(shí)效處理（見脫溶）兩種：①不可熱處理強(qiáng)化的合金，最終熱處理為退火。退火可使制品獲得適宜的力學(xué)性能和減弱各向異性。鎂合金的加工制品的晶粒大小對性能有明顯影響。為防止晶粒粗化，一般退火溫度為350～370，加熱速度越快越好。加工硬化的鎂合金在160～210之間進(jìn)行低溫退火，可提高合金的伸長率和耐蝕性。②可熱處理強(qiáng)化的合金(如[hjm]B6、[hjm]B7、[hjm]B15等)制品的最終熱處理為淬火加人工時(shí)效處理[hjm]B15合金也可在熱擠壓后直接進(jìn)行人工時(shí)效處理。淬火溫度一般為370～420，淬火介質(zhì)有空氣和水(70～100)。在熱水中淬火，制品的力學(xué)性能比在空氣中淬火好。

參考書目

輕金屬材料加工手冊編寫組：輕金屬材料加工手冊，冶金工業(yè)出版社，北京，1979。