【正文】 與普通軋制工藝制備的鎂合金板材相比，采用這種軋制方法制備的板材的基面織構(gòu)有所減弱，板材的塑性能夠得到顯著的提高，而強(qiáng)度只是略有降低。由于鎂合金在室溫下軋制時(shí)的塑性很差，從而冷軋時(shí)每道次的壓下量應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)，若加大變形量則會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的裂邊，甚至無法軋制成形。研究結(jié)果表明，未對(duì)鑄錠進(jìn)行均勻化處理時(shí)，只能擠出簡(jiǎn)單的實(shí)心型材。鎂合金擠壓成形前坯料狀況對(duì)其隨后擠壓工藝有著重要的影響。當(dāng)擠壓速度過高時(shí)，表面出現(xiàn)裂紋。此外，坯料降溫過快會(huì)降低材料地流動(dòng)性能，因此必須對(duì)模具進(jìn)行預(yù)熱。此外，在擠壓過程中，還應(yīng)考慮變形熱和摩擦熱。鎂合金擠壓成形主要工藝參數(shù)包括鑄錠的溫度，模具的預(yù)熱溫度，潤(rùn)滑條件，擠壓速度，擠壓比等。湖南大學(xué)的楊忠旺研究了AZ91鎂合金型材的擠壓工藝，中南大學(xué)的王斌研究了ZK60鎂合金型材擠壓的數(shù)值模擬。無論其規(guī)模還是技術(shù)水平均居亞洲第一，并擠身世界先進(jìn)行列。美國(guó)與世界上最大的鎂生產(chǎn)企業(yè)——挪威Novsk Hydro公司簽定了長(zhǎng)期合作關(guān)系，以保證在21世紀(jì)前期鎂原料和鎂產(chǎn)品的充足穩(wěn)定的供應(yīng)[12，13]。索尼公司研制的第一臺(tái)數(shù)碼攝像集成系統(tǒng)，TCD－D100數(shù)碼隨身聽，MZ－E50微型唱機(jī)，外殼均采用鎂合金。鎂合金板材225℃左右拉深時(shí)的拉深比已超過鋁合金和低碳鋼板的常溫拉深成形極限[26]，該溫度可進(jìn)行鎂合金拼焊板件沖壓，實(shí)現(xiàn)鎂合金在汽車車身上的應(yīng)用。鎂合金在家電中的應(yīng)用也能提高家電的使用性能和可回收性，降低回收成本，降低環(huán)境污染，起到環(huán)境保護(hù)作用。二戰(zhàn)時(shí)期，美國(guó)在當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的世界上最大的轟炸機(jī)B36(總重162727kg)上，使用了5555k鎂合金板，700kg鎂合金鍛件和300kg鎂合金鑄件[20]。圖3 晶粒尺寸對(duì)鎂合金和鋁合金強(qiáng)度的影響 Effect of grain size on strength of magnesium and aluminum alloy晶粒細(xì)化對(duì)鎂合金性能的影響作用主要體現(xiàn)在以下幾方面[19]：(1) 由于鎂合金為密排六方晶體結(jié)構(gòu)，室溫下只有二個(gè)獨(dú)立的滑移系，合金的塑性變形能力較差，晶粒大小對(duì)力學(xué)性能的影響比體心立方或面心立方晶體結(jié)構(gòu)的合金更為顯著，而細(xì)小的晶粒則有助于提高合金的力學(xué)性能和塑性變形能力；(2) 由于鎂合金結(jié)晶溫度范圍寬、熱導(dǎo)率較低、體收縮較大，晶粒粗化傾向嚴(yán)重，并且在凝固過程中易產(chǎn)生縮松，熱裂等鑄造缺陷，而細(xì)小的晶粒則有助于減少熱裂和疏松等鑄造缺陷，從而使合金的性能得到提高；(3) 細(xì)小晶粒有助于縮短合金鑄態(tài)組織中晶界上Mgl7A112等合金相在熱處理時(shí)的固溶擴(kuò)散距離，從而使合金的熱處理效率得到提高。由于晶體發(fā)生塑性變形時(shí)滑移面總是原子排列的最密面，而滑移方向總是原子排列的最密方向，因此多晶密排六方結(jié)構(gòu)的鎂，其塑性變形在低于498K時(shí)僅限于基面｛0001｝〈〉滑移及錐面｛｝〈〉孿生[11, 14]。、剛性好。鎂及鎂合金具有優(yōu)良的減振性能，從而使其在許多應(yīng)用中具有降低振動(dòng)和噪音的能力。汽車上使用的了少量型材，也多為鋁合金制品，而若采用鎂合金，則會(huì)大大減少汽車的重量，達(dá)到節(jié)能減排的目的。雖然近十幾年來，鎂合金呈現(xiàn)出快速發(fā)展的勢(shì)頭，但是其應(yīng)用范圍仍受到很大限制，這主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)上視鎂合金為一種塑性成形性能差的材料，同時(shí)，大多數(shù)鎂合金又具有較好的鑄造性能，使得目前鎂合金產(chǎn)品以鑄件尤其是壓鑄件居多。合理使用、節(jié)約和保護(hù)資源，提高資源的利用率，從傳統(tǒng)的高消耗、粗放型模式向可持續(xù)發(fā)展、集約型模式轉(zhuǎn)變，也已經(jīng)受到社會(huì)各界的普遍重視。因此對(duì)鎂合金的研究重點(diǎn)正逐漸轉(zhuǎn)向變形鎂合金，特別是變形鎂合金板材可用作手機(jī)、筆記本電腦和家用電器等產(chǎn)品的殼體、汽車蒙皮、車內(nèi)面板等零部件，更加具有巨大的市場(chǎng)需求和應(yīng)用前景。2鎂合金型材概述鎂合金是工業(yè)應(yīng)用中最輕的結(jié)構(gòu)材料，是鋁的2/3，鋼的1/4。另外鎂制外殼還能及時(shí)散出機(jī)件運(yùn)行產(chǎn)生的熱量，提高機(jī)器的工作效率和使用壽命。，鎂合金具有良好的可壓鑄性，這使得現(xiàn)有鎂金屬制品大部分是壓鑄件，以便實(shí)現(xiàn)大批量、高效率的工業(yè)生產(chǎn)。此外，由于密排六方晶體各晶面原子密排程度常隨軸比(c/a)值變化而改變，因此在鎂中加入鋰(Li)、銦(In)和銀(Ag)等元素可以使軸比降低，如鎂中加入8%Li(摩爾分?jǐn)?shù))，從而激活棱柱滑移系｛｝〈〉，使鎂合金在較低溫度下也具有較好的延展性[15]。由于鎂合金具有密度低、比強(qiáng)度和比剛度高、抗震及減震性強(qiáng)、電磁屏蔽效果優(yōu)異及易回收等一系列優(yōu)點(diǎn)，使得鎂合金在電子、電器、汽車、交通、航空、航天等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景，鎂合金最早應(yīng)用于在航空航天領(lǐng)域，近幾年來，已經(jīng)在民用產(chǎn)品上得到了廣泛應(yīng)用。鎂合金在導(dǎo)彈上的應(yīng)用主要有：鎂合金板用于殼體、肋板、隔板(框)及箍圈、控制設(shè)備箱體及加強(qiáng)肋、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣導(dǎo)管、頭錐殼體、外部流線型罩、組合艙門、雷達(dá)天線、氣動(dòng)容器裝置等。在歐洲，1996年德國(guó)推行的“MADICA”計(jì)劃也極大的推動(dòng)了鎂合金在汽車上的應(yīng)用[23]，現(xiàn)在汽車工業(yè)已成為對(duì)鎂合金板材需求最大的行業(yè)，在汽車中主要可以作為殼體這種類型零部件。鎂合金板材與傳統(tǒng)3C產(chǎn)品所使用的材料相比，表現(xiàn)了如下的優(yōu)勢(shì)，①輕量化②剛性較好③減振性良好④電磁屏蔽好⑤散熱性好⑥金屬質(zhì)感好⑦可回收利用。此外，壁掛式電視機(jī)和臺(tái)式電視機(jī)鎂合金機(jī)殼正在研制。我國(guó)是世界上最大的產(chǎn)鎂國(guó)之一，%，我國(guó)有數(shù)百家鎂廠的年生產(chǎn)能力在1000t以上,總的生產(chǎn)能力可達(dá)10萬t/年[31]，說明我國(guó)鎂產(chǎn)業(yè)在原材料成本上有著極大優(yōu)勢(shì)。重慶大學(xué)在國(guó)家“863”、“十五”攻關(guān)以及重慶市的大力支持下，開展了變形鎂合金的理論研究與產(chǎn)品開發(fā)。經(jīng)塑性加工后，鎂合金的斷裂應(yīng)變和耐腐蝕行為明顯提高，微觀組織、力學(xué)性能將會(huì)得到明顯改善。在理論上可以根據(jù)合金的相圖、塑性圖和再結(jié)晶圖來確定鑄錠的溫度。但隨著擠壓溫度的升高，晶粒逐漸變大。擠壓速度的大小受合金成分、鑄錠組織特征、擠壓方式、擠壓設(shè)備、擠壓溫度、潤(rùn)滑條件等的影響。擠壓時(shí)，制品的擠壓比一般為10~100，如果采用經(jīng)過預(yù)擠壓的坯料，則擠壓比可更大一些。例如，由于非平衡易熔組成物的出現(xiàn)，在加熱和變形過程中容易過早發(fā)生過燒現(xiàn)象。與其他金屬一樣，鎂合金在均勻化加熱過程中也會(huì)出現(xiàn)晶粒長(zhǎng)大，從而影響制品最終的晶粒度和綜合性能。而軋制溫度過高時(shí)，晶粒容易長(zhǎng)大而使板材的熱脆傾向增大。板料沖壓性能及其控制受制于材料性能參數(shù)和工藝參數(shù)兩個(gè)方面，這些參數(shù)一般均可通過試驗(yàn)得到。近幾年來，國(guó)內(nèi)外的許多材料工作者對(duì)變形鎂合金的沖壓成形性能與工藝研究高度關(guān)注，紛紛展開研究，張文忠、王志剛、堂田幫明等對(duì)AZ31鎂合金板材高溫成形性能進(jìn)行了研究。因此非常有必要對(duì)鎂合金的塑性變形機(jī)理，鎂合金板材的沖壓成形性能和沖壓工藝進(jìn)行深入的研究，并在現(xiàn)有的鎂合金塑性加工的基礎(chǔ)上開發(fā)鎂合金板材成形新技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)高性能，低成本的鎂合金板材生產(chǎn)以及板材沖壓件大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。目前對(duì)于鎂合金帶材的粉末軋制的研究較少，國(guó)內(nèi)重慶大學(xué)做過此項(xiàng)技術(shù)的研究。圖4 鎂合金沖鍛成型產(chǎn)品 Products prepared Press Forgin參考文獻(xiàn)[1] [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004:20.[2] Kojima Y. Platform science and technology for advanced magnesium alloy[J]. Mater Sci Forum, 2000, 350351: 312.[3] Gray J E et Coating on Magnesium and its Alloysa Critical Review [J]. Alloys and Compounds, 2002, 336: 88113.[4] Schumann S,Friedrich and futher use of magnesium in the automobile industry[J]. Meterials Science Forum, 2003,(51):419422.[5] Mordike B L, Ebert Properties—applications—potential. Materials Science and Engineering, 2001,A302:3745.[6] Froes F H, Eliezer D,Aghion E. The Science,Technology, and Applications of Magnesium. JOM, 1998,50(9):3034.[7] Kainer K U,von Buch current state of technology and potential for further dev