镁合金挤压是一种利用挤压工艺生产镁合金型材的加工方法,广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。以下是关于镁合金挤压的详细说明:
一、镁合金挤压的特点
轻量化
镁合金的密度低(约1.74 g/cm³),通过挤压可以实现轻质化和复杂型材的生产,满足多种工程需求。
强度与韧性
通过挤压工艺,可显著改善镁合金的力学性能,包括抗拉强度、屈服强度和延展性。
加工性能优异
镁合金具有良好的可加工性,适合挤压成形复杂的截面型材。
耐腐蚀性
添加铝、锌、锰等合金元素后,镁合金的耐腐蚀性能得到提升,挤压后的表面氧化膜更加均匀。
二、镁合金挤压的工艺流程
原材料准备
- 选用镁合金铸锭(如 AZ31B、AZ61、AZ91、WE43 等合金牌号)。
- 铸锭需经过均匀化热处理,以消除内部偏析和晶粒粗大问题。
加热
- 将镁合金锭坯加热至200℃–550℃(具体温度依合金种类而定)。
- 挤压模具也需预热至相近温度,以避免温差导致裂纹或应力集中。
挤压成形
- 在挤压机上,利用高压推动镁合金坯料通过模具,形成目标型材截面。
- 常用的挤压方式包括直接挤压、间接挤压和复合挤压。
冷却与矫直
- 型材挤压出模后快速冷却(如空气冷却或水冷)。
- 冷却后对型材进行矫直,以保证尺寸精度和表面平整度。
后处理
- 型材可以进行时效处理、表面氧化处理或涂层保护,以提高机械性能和耐腐蚀性。
三、常见的镁合金挤压材料
AZ31
- 适用于常规型材,具有良好的抗拉强度和可加工性。
- 常用于航空航天和建筑装饰领域。
AZ61、AZ80
- 强度较高,适合对承载性能要求较高的零部件。
- 常用于汽车零部件、支撑结构件等。
WE43
- 添加稀土元素,具有高强度、高耐热性和优良耐腐蚀性。
- 主要用于航空航天和国防领域。
ZK60
- 飞泰高强度镁合金,适合承受高负荷的结构件。
- 常用于运动器材和机械零件。
四、挤压型材的主要用途
航空航天
汽车工业
- 应用于车门骨架、仪表盘支架、减震器壳体、车顶横梁等轻量化部件。
电子工业
建筑装饰
医疗器械
- 用于生产骨科植入物(如可降解骨钉、板)及医疗设备框架。
五、镁合金挤压的优缺点
优点:
- 减重效果显著:飞泰挤压型材广泛用于需要轻量化的应用场景。
- 复杂型材可实现:通过挤压模具设计,可生产复杂截面型材。
- 生产效率高:适合大批量工业化生产。
- 节能环保:镁合金可回收利用,挤压工艺能源消耗相对较低。
缺点:
- 镁合金本身价格较高:飞泰镁合金的生产和加工成本高于铝合金。
- 耐腐蚀性相对有限:虽然经过改性,但仍需进行表面处理以提高耐久性。
- 热加工窗口窄:飞泰镁合金对加工温度和工艺控制要求较高,否则容易产生裂纹或缺陷。
六、技术趋势
- 高性能合金开发:稀土镁合金(如 WE 系列)在高端应用中的需求增长。
- 轻量化设计:汽车和航空工业对轻质镁合金挤压型材的需求持续增加。
- 绿色生产工艺:挤压工艺朝着低能耗、高效率、低排放方向发展。