镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是:密度小(1.8g/cm3镁合金左右),比强度高,弹性模量大,消震性好,承受冲击载荷能力比铝合金大,耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。镁锌锆合金主要用于航空、航天、运输、化工、地址产品等工业X域。在实用金属中是较轻的金属,镁的比重大约是铝的2/3,是铁的1/4。它是实用金属中的金属,高强度的镁合金。
镁合金化学处理
镁合金的化学转化膜按溶液可分为:铬酸盐系,有机酸系,磷酸盐系,KMnO4系,稀土元素系和锡酸盐系等。
传统的铬酸盐膜以Cr为骨架的结构很致密,含结构水的Cr则具有很好的自修复功能,耐蚀性很强。但Cr具有较大的毒性,废水处理成本较高,开发无铬转化处理势在必行。镁合金在KMnO4溶液中处理可得到无定型组织的化学转化膜,耐蚀性与铬酸盐膜相当。碱性锡酸盐的化学转化处理可作为镁合金化学镀镍的前处理,取代传统的含Cr,F或CN等有害离子的工艺。化学转化膜多孔的结构在镀前的活化中表现出很好的吸附性,并能改镀镍层的结合力与耐蚀性。有机酸系处理所获得的转化膜能同时具备腐蚀保护和光学,电子学等综合性能,在化学转化处理的新发展中占有很重要的地位。化学转化膜较薄,软,防护能力弱,一般只用作装饰或防护层中间层。
激光处理
激光处理主要有激光表面热处理和激光表面合金化两种。
激光表面热处理又称为激光退火,实际上是一种表面快速凝固处理方式。而激光表面合金化是一种基于激光表面热处理的新技术。激光表面合金化能获得不同硬度的合金层,具有冶金结合的界面。利用激光辐照源的熔覆作用在高纯镁合金上还可制得单层和多层合金化层。
采用宽带激光在镁合金表面制备Cu-Zr-Al合金熔覆涂层时,由于涂层中形成的多种金属间化合物的增强作用,使合金涂层具有高的硬度,弹性模量,kan磨性和耐蚀性。而由于稀土元素Nd的存在,在经过激光快速熔凝处理之后得到的激光多层涂敷,晶粒得到明显细化,能提高熔覆层的致密性和完整性。
激光处理能处理复杂几何形状的表面,但镁合金在激光处理时易发生氧化,蒸发和产生汽化,气孔以及热应力等问题,设计正确的处理工艺至关重要。
镁合金在汽车工业的应用
近二十年来,世界汽车产量持续增长,年均增长率为2.5%。汽车工业发展程度是一个**发达程度的重要标志之一,而金属材料是汽车工业发展的重要基础。出于节能与环保的要求,汽车设计**们想方设法减轻汽车体重,以达到减少汽油消耗和废气排放量的双重效果。镁合金作为很轻的结构材料,能满足日益严格的节能的尾气排放的要求;可生产出重量轻,耗油少,环保型的新汽车。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;
镁的比强度高于铝合金和钢,比刚度接近铝合金和钢,能够承受一定的负荷;
镁具有良好的铸造性和尺寸稳定性,容易加工,废品率低;
镁具有良好的阻尼系数,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。