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  • 1 # 笑看人生yzs

    鎂是一個年輕的金屬,20世紀才發展起來。它呈銀白色,熔點649℃,質輕,密度為1.74克/釐米3,約為銅的1/4、鋁的2/3;其化學活性強,與氧的親合力大,常用做還原劑,去置換鈦、鋯、鈾、鈹等金屬。粉狀或細條狀的鎂,在空氣中很易燃燒,燃燒時發出眩目的白光。鎂與氟化物、氫氟酸和鉻酸不發生作用,也不受苛性鹼侵蝕,但極易溶解於有機和無機酸中。鎂能直接與氮、硫和鹵素等化合。金屬鎂無磁性,且有良好的熱消散性。

    鎂是地殼中含量高、分佈廣的元素之一。具有工業價值的礦物有;花菱鎂礦、白雲石、光鹵石。另外,海水也將成為鎂資源產地。工業上利用電解熔融氧化鎂或在電爐中用矽鐵等使其還原而製得金屬鎂,前者叫做熔鹽電解法,後者叫做矽熱還原法。

    物理性質:質軟,熔點較低,成銀白色。鎂是一種柔軟有光澤的金屬。

    將鎂坯錠加工成材。主要的加工方法有軋製、擠壓、鍛造等;產品主要有板材、棒材、型材、管材、鍛材等。鎂的化學性質活潑,容易氧化,耐蝕性差,熔鍊、鑄造以及加熱時,必須採取防護措施,並要注意安全。在加工過程中,坯料和所獲得的產品表面要氧化處理,塗油包裝。除鎂鋰合金外,大多數鎂合金為密排六方點陣結構,在室溫下,塑性變形能力差,但在200℃以上加工,由於滑移系增加以及發生恢復、再結晶軟化,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。鎂合金在加工時易形成粗大晶粒,會使力學效能變差,熔鍊時,必須採用細化晶粒措施。

    熔鍊 鎂及其合金的熔鍊常用反射爐和坩堝爐。反射爐具有熔化速度快和操作機械化的特點,適於大規模生產。因為鎂和氧的親和力很強,極易燃燒,所以熔鍊技術的關鍵在於防止爐料燃燒。整個加熱過程須用熔劑覆蓋爐料。熔劑以氯化鎂、氯化鉀為主,並加入少量氟化物。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%。為使熔渣沉於爐底,精煉後的熔體需靜置一段時間再進行鑄造。為防止部分鎂合金組織不均勻和出現柱狀晶、扇狀晶以及粗大晶粒,熔鍊時應加入變質劑以改善和調整晶粒組織,並消除少量熔點高的鐵、銅、錳金屬夾雜物。

    鑄造 常用半連續鑄造的方法,以獲得供塑性加工的坯錠。為防止鎂熔體的燃燒和產生氧化夾渣,鑄造應在保護氣氛下或在封閉系統內進行。保護氣氛通常為二氧化硫氣體(但要注意二氧化硫對裝置的腐蝕性)。二氧化硫在流動液體表面形成緻密的硫化鎂薄膜,可防止結晶器內鎂熔體的氧化。封閉熔鑄也可採用氬氣保護。鑄造時進行電磁攪拌可得到細晶組織並能有效地減少熱裂紋。一般情況下,合理選擇結晶器高度、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,應使斷面均勻冷卻。

    鎂合金的熔鍊和鑄造都必須注意安全。如熔鍊時用潮溼熔劑,或鑄造時熔融金屬直接與水接觸,都會引起爆炸。

    軋製 通常用平輥軋製板材。一般用塊片式生產,也可用成卷式生產。主要工序為:熱軋、粗軋、中軋和精軋。厚板和中板 (6~21毫米)可採用熱軋直接軋製成品;薄板(0.5~5毫米)常採用多次加熱溫軋工藝生產。除MB1和MB8鎂錳合金外,坯錠在熱軋前須進行均勻化處理,以保證組織均勻並消除鑄造應力,從而提高工藝效能。軋前的坯錠加熱應在迴圈通風電爐內進行。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熱軋輥,溫軋薄板的軋輥常採用電感應方式預熱。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,以免沾汙板材,影響板材表面光潔度。熱軋板坯或卷料,須經清洗和化學處理清除表面氧化膜後,方可進行薄板軋製。薄板溫軋溫度應低於150℃。成卷式軋製時,不加潤滑,一次軋成,加工率可達到30~60%。而塊片式生產時,道次加工率一般小於30%,壓下量過大會引起變形不均而影響表面質量。兩次加熱間的總加工率為30~80%。

    板材的精整一般在低於退火溫度50℃的條件下進行,採用平板加壓法,壓強為0.03~0.07kgf/mm2,可取得良好效果。對MB8鎂錳合金,厚度大於4mm的板材,可在多輥矯直機上矯直,工作溫度應高於100℃。為保證板材的表面質量,提高耐蝕性,成品板材需進行機械清刷和化學氧化處理。

    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,可生產各種斷面的型材、棒材、管材和空心製品。

    坯料的加熱溫度和時間必須嚴格控制。一般加熱溫度不超過450℃;加熱時間要少於 3~4小時。坯料在加熱過程中應避免同鋁合金接觸,特別要防止因區域性過熱而引起燃燒。擠壓溫度、速度和變形率都會顯著影響製品的效能。擠壓速度過快,會增大變形熱效應,促進粗晶的形成,影響製品的力學效能。在較低的溫度下擠壓,可使製品獲得較高的和均勻的力學效能。為減少各向異性,直接做結構材料的擠壓制品,變形量不應小於90%,做鍛件坯料的擠壓變形量不應小於60%。擠壓制品應採用加溫矯直,殘餘變形量不應大於3%。小斷面的擠壓制品可直接通電加熱,進行拉伸矯直。

    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。低強合金(MB1)和中強合金(MB2、MB8)具有較高的塑性,變形速度範圍較寬。高強合金(MB15)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。鍛造前模具須預熱,預熱溫度為150~300℃。

    模鍛一般在壓力機上進行,分預模鍛和終鍛兩步。預模鍛為終鍛提供鍛坯,坯料的變形率為40%。終鍛是使製品達到所要求的尺寸。為使製品加工硬化和獲得細晶組織,一般在較低的溫度進行終鍛。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。模鍛製品可用噴丸法進行表面強化並提高表面光潔度。

    熱處理 有退火處理和人工時效處理(見脫溶)兩種:①不可熱處理強化的合金,最終熱處理為退火。退火可使製品獲得適宜的力學效能和減弱各向異性。鎂合金的加工製品的晶粒大小對效能有明顯影響。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℃之間進行低溫退火,可提高合金的伸長率和耐蝕性。②可熱處理強化的合金(如MB6、MB7、MB15等)製品的最終熱處理為淬火加人工時效處理。MB15合金也可在熱擠壓後直接進行人工時效處理。淬火溫度一般為370~420℃,淬火介質有空氣和水(70~100℃)。在熱水中淬火,製品的力學效能比在空氣中淬火好。

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