一. 金屬鎂簡介 鎂是地球上儲量最豐富的輕金屬元素之一,鎂的比重是1.74g/cm3,只有鋁的2/3、鈦的2/5、鋼的1/4;鎂合金比鋁合金輕36%、比鋅合金輕73%、比鋼輕77%。鎂的熔點為648.8℃ 鎂具有比強度、比剛度高,導(dǎo)熱導(dǎo)電性能好,并具有很好的電磁屏蔽、阻尼性、減振性、切削加工性以及加工成本低、加工能量僅為鋁合金的70%和易于回收等優(yōu)點。
元素來源: 鎂存在于菱鎂礦MgCO3、白云石CaMg(CO3)2、光鹵石KCl?MgCl2?H2O中,海水中也含鎂鹽??梢杂呻娊馊廴诘穆然V或光鹵石制得。白云石:菱鎂礦(碳酸鈣鎂)含量40%以上。 鎂合金的比強度高于鋁合金和鋼,略低于比強度最高的纖維增強塑料;比剛度與鋁合金和鋼相當(dāng),遠高于纖維增強塑料;耐磨性能比低碳鋼好得多,已超過壓鑄鋁合金A380;減振性能、磁屏蔽性能遠優(yōu)于鋁合金。
鎂物理性能:除了比重低,鎂還有很多其它的良好的物理特性,使之在汽車結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用中,有時比鋁和塑料更有應(yīng)用價值。鎂物理性能的主要優(yōu)點是: 比鋁高30倍的減振性能; 比塑料高200倍的導(dǎo)熱性能; 其熱膨脹性能只有塑料的1/2。 鎂機械性能:和壓鑄鋁合金相比,鎂除了上述物理性能等優(yōu)點,還具有較高的機械性能。鎂的強度和剛度要明顯好于塑料,延伸率和沖擊抗力則明顯好于壓鑄鋁合金。 鎂加工性能:鎂有很好的加工性能,也就是說有很好的鑄造性能。和其它材料比,它的制造成本很低,值得重視的是,盡管每公斤鎂錠的價格要比鋁和鐵貴一些,但它單位體積的成品價格幾乎是一樣的。鎂的物理化學(xué)特性使其比鋁更適合壓鑄大型部件。鎂單位體積的熔化潛熱只有鋁的2/3,比熱只有鋁的3/4,并且有非常低的溶鐵性。
這些特性使鎂壓鑄件達到和鋁幾乎相同的生產(chǎn)成本/每公斤
二、鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域 鎂合金作為密度最小的金屬結(jié)構(gòu)材料之一,廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)、軍工領(lǐng)域、交通領(lǐng)域(包括汽車工業(yè)、飛機工業(yè)、摩托車工業(yè)、自行車工業(yè)等)、3C領(lǐng)域等。
合金的特點可滿足于航空航天等高科技領(lǐng)域?qū)p質(zhì)材料吸噪、減震、防輻射的要求,可大大改善飛行器的氣體動力學(xué)性能和明顯減輕結(jié)構(gòu)重量。從20世紀(jì)40年代開始,鎂合金首先在航空航天部門得到了優(yōu)先應(yīng)用。
在國外,B-2型轟炸機每架用4086kg鎂合金簿板;戰(zhàn)斗機洛克希德F-22機翼用鎂板,使結(jié)構(gòu)零件的數(shù)量從 47758個減少到16050個;“德熱來奈”飛船的起動火箭“大力神”曾使用了600kg的變形鎂合金;“季斯卡維列爾”衛(wèi)星中使用了 675kg的變形鎂合金;直徑約1米的“維熱爾”火箭殼體是用鎂合金擠壓管材制造的。
我國的殲擊機、轟炸機、直升機、運輸機、民用機、機載雷達、地空導(dǎo)彈、運載火箭、人造衛(wèi)星、飛船上均選用了鎂合金構(gòu)件:一個型號的飛機最多選用了300-400項鎂合金構(gòu)件;一個零件的重量最重近300kg;一個構(gòu)件的最大尺寸達2m多。
在軍工方面需要鎂合金板材以提高結(jié)構(gòu)件強度,減輕裝備重量,提高武器命中率。目前國內(nèi)需要的板帶材不得不從國外進口。 近二十年來,世界汽車產(chǎn)量持續(xù)增長,年均增長率為2.5%。汽車工業(yè)發(fā)展程度是一個國家發(fā)達程度的重要標(biāo)志之一,而金屬材料是汽車工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。出于節(jié)能與環(huán)保的要求,汽車設(shè)計專家們想方設(shè)法減輕汽車體重,以達到減少汽油消耗和廢氣排放量的雙重效果。
鎂合金作為最輕的結(jié)構(gòu)材料,能滿足日益嚴(yán)格的節(jié)能的尾氣排放的要求;可生產(chǎn)出重量輕、耗油少、環(huán)保型的新型汽車。
鎂合金汽車零件的好處可簡單歸納為:
1. 密度小,可減輕整車重量,間接減少燃油消耗量;
2.鎂的比強度高于鋁合金和鋼,比剛度接近鋁合金和鋼,能夠承受一定的負(fù)荷;
3.鎂具有良好的鑄造性和尺寸穩(wěn)定性,容易加工,廢品率低;
4.鎂具有良好的阻尼系數(shù),減振量大于鋁合金和鑄鐵,用于殼體可降低噪聲,用于座椅、輪圈可以減少振動,提高汽車的安全性和舒適性。
5.鎂合金在汽車上用作零部件的歷史約有70年。早在1930年就用于一輛賽車上的活塞和歐寶汽車上的油泵箱,之后用量和應(yīng)用部位逐漸增加。六十年代在有的車種上用量達到23千克,主要用作閥門殼、空氣清潔箱、制動器、離合器、踏板架等。八十年代初,由于采用新工藝,嚴(yán)格限制了鐵、銅、鎳等雜質(zhì)元素的含量,鎂合金的耐蝕性得到了解決,同時,成本下降又大大促進了鎂合金在汽車上的應(yīng)用。從九十年代開始,歐美、日本、韓國的汽車商都逐漸開始把鎂合金用于許多汽車零件上。
冶煉詳細(xì)操作過程: 抽真空過程
A.目的:保證還原反應(yīng)所規(guī)定的真空度 1)在封罐后90分鐘之內(nèi)使真空度達到15Pa以下;2)在還原生產(chǎn)過程真空系統(tǒng)真空度保持在15Pa或15Pa以下; 1.啟動前的準(zhǔn)備 1)檢查滑閥泵皮帶松緊度,如皮帶過松,可調(diào)節(jié)電機底座,調(diào)節(jié)螺栓,慢慢拉緊,以減少起動力矩;2)檢查冷卻水管,保證暢通和足夠的水量; 3)檢查各部位堅固狀況,電機轉(zhuǎn)向符合泵的要求; 4)檢查油箱內(nèi)油位應(yīng)在油箱上油標(biāo)1/2~2/3處;5)油箱上的油鏡油位與停車后油位有顯著差異時,必須轉(zhuǎn)動泵(滑閥泵)皮帶輪,使泵腔內(nèi)的油排如油箱后,才可起動. 2.起動1)打開排油閥,將泵腔內(nèi)積水排出; 2)合上滑閥泵開關(guān),啟動電機; 3)打開放油閥,潤滑油位是否正常; 4)運轉(zhuǎn)正常后堵住放氣孔,打開疊閥,慢慢將直角閥開啟3~4圈,堵住除塵器 上的放氣孔,一面負(fù)荷急劇增加10分鐘后再將直角閥全部打開; 5)真空度達到650Pa時合上羅茨泵電源開關(guān),啟動電機. 3.停車 泵的停車尤為重要,否則下次起動就會很難,須按下列程序進行: 1)關(guān)閉羅茨泵電源開關(guān); 2)關(guān)閉直角閥待羅茨泵停止轉(zhuǎn)動; 3)關(guān)閉碟閥; 4)關(guān)閉滑閥泵開關(guān),打開放棄孔以破壞 機組內(nèi)真空度,約半分鐘,待油回到油箱; 5)機組在運轉(zhuǎn)過程中應(yīng)平衡,無異常聲響.