镁合金及其成形技术

前言

第1章概述

1.1镁与镁合金简介

1.1.1概述

1.1.2镁矿资源

1.1.3镁的性质

1.1.4镁与镁合金的发展历史

1.2镁的生产与应用

1.2.1镁的生产方法

1.2.2镁的应用

1.3镁合金的生产与应用

1.3.1镁合金的特点

1.3.2镁合金的成形

1.3.3镁合金的应用

1.3.4镁合金技术的新发展

1.3.5镁合金的研究与应用发展趋势

参考文献

第2章镁合金的组织与性能

2.1镁合金的分类

2.1.1镁合金的牌号标示

2.1.2合金元素的作用

2.1.3镁合金的分类

2.2镁合金的强化

2.2.1热处理强化

2.2.2细晶强化

2.2.3复合强化

2.3铸造镁合金

2.3.1镁-铝系合金

2.3.2镁-锌系合金

2.3.3镁-稀土系合金

2.3.4镁-锂系合金

2.3.5其他合金

2.4变形镁合金

2.4.1镁-锰系合金

2.4.2镁-铝-锌系合金

2.4.3镁-锌-锆系合金

2.4.4镁-稀土系合金

2.4.5镁-锂系合金

2.5快速凝固镁合金

2.5.1快速凝固镁合金的制备工艺

2.5.2快速凝固镁合金的性能

2.6镁基复合材料

2.6.1镁基复合材料的复合体系

2.6.2镁基复合材料的制备工艺

2.6.3镁基复合材料的性能

参考文献

第3章镁合金的熔炼

3.1镁合金熔体与周围介质的作用

3.1.1镁与氧的作用

3.1.2镁与氢的作用

3.1.3镁与氮气的作用

3.1.4镁与氦、氖、氩等惰性气体的作用

3.1.5镁与某些防护性气体的作用

3.1.6镁与水的作用

3.1.7镁与熔剂的作用

3.2镁合金的熔炼保护方法

3.2.1熔剂保护

3.2.2气体保护

3.2.3合金化阻燃保护

3.3镁合金熔体的处理

3.3.1镁合金熔体的净化处理

3.3.2镁合金熔体的变质处理

3.4镁合金的废料回收

3.4.1镁合金废料的来源

3.4.2镁合金回收技术

参考文献

第4章镁合金的液态成形

4.1镁合金重力铸造和低压铸造

4.1.1砂型铸造

4.1.2金属型铸造

4.1.3消失模铸造

4.1.4低压铸造

4.2镁合金压力铸造

4.2.1压铸镁合金体系

4.2.2压铸件结构设计

4.2.3压铸型的设计

4.2.4压铸设备

4.2.5镁合金的压铸工艺

4.2.6镁合金压铸技术的发展趋势

4.3镁合金挤压铸造

4.3.1挤压铸造的分类

4.3.2挤压铸造的发展

4.4镁合金半固态成形

4.4.1半固态成形技术简介

4.4.2镁合金半固态成形用原材料的制备

4.4.3半固态成形工艺

4.4.4镁合金半固态成形技术的发展与应用

4.5镁合金连续铸造

4.5.1连续铸造的工艺与设备

4.5.2连续铸造的特点

4.5.3镁合金连续铸造的展望

4.6镁合金喷射沉积

参考文献

第5章镁合金的固态成形

5.1镁合金的塑性变形理论

5.1.1镁合金的滑移

5.1.2镁合金的孪生

5.1.3镁合金的晶间塑性变形及晶界滑移

5.2镁合金的挤压成形

5.2.1镁合金挤压的类型

5.2.2镁合金挤压的特点

5.2.3镁合金的挤压工艺

5.2.4挤压镁合金的性能

5.3镁合金的轧制成形

5.3.1镁合金轧制工艺

5.3.2轧制镁合金的性能

5.4镁合金的锻造成形

5.4.1镁合金的可锻性及锻造特点

5.4.2镁合金的锻造方式

5.4.3镁合金的锻造工艺

5.4.4锻造镁合金的性能

5.5镁合金板材的成形

5.5.1镁合金的冲裁成形

5.5.2镁合金的弯曲成形

5.5.3镁合金的拉深成形

5.6镁合金的其他成形方式

5.6.1镁合金的旋压成形

5.6.2镁合金的橡皮模成形

5.6.3镁合金的锤锻成形

5.6.4镁合金的拉张成形

5.7镁合金的焊接

5.7.1镁合金的电弧焊

5.7.2镁合金的电阻焊

5.7.3镁合金的摩擦焊

5.7.4镁合金的激光焊

5.7.5镁合金的钎焊

参考文献

第6章镁合金的表面处理

6.1镁合金的表面清洗

6.1.1机械清洗

6.1.2化学清洗

6.1.3研磨和抛光

6.2镁合金的表面镀

6.2.1表面镀镍

6.2.2表面镀锌

6.2.3金属涂层及其他特殊涂层

6.3镁合金的表面化学转化膜处理

6.3.1铬酸盐转化涂层

6.3.2非铬酸盐转化涂层

6.3.3镁合金表面的阳极氧化

6.4镁合金阳极氧化涂层的密封与着色处理

6.4.1镁合金阳极氧化涂层的密封

6.4.2镁合金阳极氧化涂层的着色

6.5镁合金的表面气相沉积涂层

6.5.1化学气相沉积

6.5.2物理气相沉积

6.5.3类金刚石膜层

6.5.4离子注入及扩散涂层

6.6镁合金的表面涂覆

6.6.1涂装

6.6.2热喷涂

6.6.3粉末涂层

6.6.4聚合物电镀

6.6.5等离子体聚合

6.6.6E-涂层

6.6.7有机涂层

6.6.8溶胶-凝胶工艺

6.7镁合金的表面合金化

参考文献

第7章镁合金的应用

7.1镁合金在机械工业中的应用

7.1.1镁合金在汽车工业上的应用

7.1.2镁合金在摩托车上的应用

7.1.3镁合金在自行车上的应用

7.2镁合金在电子器材中的应用

7.2.1镁合金制造电子器材壳体的优越性

7.2.2镁合金在电子器材中的应用实例

7.3镁合金在航空航天中的应用

7.3.1概述

7.3.2航空航天中常用镁合金材料的性能与用途

7.3.3主要航空航天器零部件的镁合金应用情况

参考文献

本书系统地介绍了各种镁合金的组织与性能、成形技术及其应用，重点对镁合金的液态成形技术和固态成形技术进行了详细介绍。其主要内容包括：概述、镁合金的组织与性能、镁合金的熔炼、镁合金的液态成形、镁合金的固态成形、镁合金的表面处理、镁合金的应用。本书密切结合生产实际，内容全面、新颖，图文并茂，数据翔实，实用性强，是一本关于镁合金极具参考价值的技术资料。

该书共分5章。主要介绍了镁合金的特性、镁合金的类型以及镁合金的应用；镁合金铸造成形技术（熔炼技术、重力铸造技术、压铸技术、挤压铸造技术）；镁合金塑性变形技术（轧制、锻造、冲压、挤压以及超塑性成形）；镁合金焊接加工技术（焊接性分析及焊接接头的常见缺陷）以及其他加工技术等。

该书可作为高等院校材料科学与工程专业学生的辅助教材，也可供从事镁合金研究、生产和管理的相关人员参考。

第1章镁合金的特性及发展

1.1镁及镁合金的特性1

1.1.1镁矿资源及生产方法1

1.1.2镁的物理性质7

1.1.3镁的化学性质8

1.1.4镁合金的性能特点10

1.1.5镁合金的牌号12

1.2镁合金的应用及发展15

1.2.1镁合金的应用15

1.2.2镁合金的发展18

参考文献19

第2章镁合金铸造成形技术

2.1镁合金的熔炼技术20

2.1.1镁合金熔炼20

2.1.2镁合金的浇铸工艺75

2.2镁合金的重力铸造技术79

2.2.1砂型铸造79

2.2.2永久型铸造81

2.2.3镁-铝合金的石墨型铸造86

2.2.4铸型净化技术86

2.3镁合金的压铸技术87

2.3.1镁合金压力铸造的基本概念87

2.3.2压力铸造镁合金的基本特点87

2.3.3镁合金压铸件的设计特点88

2.3.4压铸机及其工装89

2.3.5镁合金压铸的基本工艺及方法96

2.3.6镁合金压铸技术的改进97

2.3.7压铸生产中的安全问题98

2.4镁合金的挤压铸造技术101

2.4.1挤压铸造的基本概念及特点101

2.4.2挤压铸造机的类型101

2.4.3铸件的挤压位置101

2.4.4挤压铸型的材料及工艺参数102

2.5镁合金的其他铸造方法102

2.5.1消失模铸造方法102

2.5.2低压铸造103

2.5.3镁合金喷射沉积技术103

2.5.4镁合金半固态金属加工技术103

2.5.5合金电磁连续铸造104

2.5.6合金双辊连续铸轧工艺104

2.6镁合金的铸造缺陷控制技术104

2.6.1铸造镁合金的质量检验104

2.6.2常见的缺陷和防止方法105

参考文献113

第3章镁合金塑性变形

3.1镁合金轧制115

3.1.1概述115

3.1.2轧制工艺流程116

3.1.3常规轧制方式117

3.1.4镁合金板材的特殊轧制方式121

3.2镁合金锻造125

3.2.1概述125

3.2.2镁合金可锻性125

3.2.3镁合金锻造特点及工艺特性128

3.2.4镁合金锻造工艺流程133

3.2.5镁合金锻件缺陷及其防止措施136

3.2.6镁合金锻件的质量控制137

3.2.7镁合金锻造新工艺139

3.2.8镁合金锻造成形应用实例143

3.3镁合金冲压145

3.3.1概述145

3.3.2镁合金的冲压性能145

3.3.3冲压模具设计147

3.3.4镁合金板材的基本性能与冲压性能147

3.3.5影响镁合金板材冲压性能的因素149

3.3.6镁合金冲压成形工艺150

3.4镁合金挤压152

3.4.1概述152

3.4.2挤压成形条件154

3.4.3挤压工艺156

3.4.4镁合金挤压制品的组织和性能162

3.4.5镁合金先进挤压成形技术164

3.5镁合金超塑性165

3.5.1概述165

3.5.2超塑性分类166

3.5.3镁合金超塑性变形机制及特点167

3.5.4镁合金超塑性变形的特点169

3.5.5超塑性镁合金的制备工艺170

3.5.6镁合金的超塑性加工方式171

3.5.7超塑性镁合金的发展方向172

参考文献174

第4章镁合金焊接技术

4.1金属焊接基础知识176

4.1.1焊接结构的应用176

4.1.2金属焊接性概念177

4.1.3焊接方法分类178

4.1.4焊接性试验的内容及方法179

4.2镁及镁合金的焊接性分析184

4.2.1焊接材料及焊前准备184

4.2.2镁合金的焊接方法188

4.3焊接接头的常见缺陷202

4.3.1焊接裂纹202

4.3.2焊缝中的气孔203

4.3.3焊缝中的夹杂204

参考文献205

第5章镁合金的其他加工技术

5.1镁合金快速凝固技术207

5.1.1快速凝固技术的作用207

5.1.2快速凝固的基本方法209

5.1.3快速凝固镁合金研发原理213

5.1.4快速凝固镁合金的组织结构214

5.1.5快速凝固镁合金产品的性能214

5.2镁合金热处理技术215

5.2.1镁合金铸件的热处理基础215

5.2.2退火219

5.2.3固溶处理及时效处理220

5.2.4形变热处理224

5.2.5二次热处理224

5.2.6氢化处理224

5.2.7热处理缺陷224

5.2.8热处理试样的性能检测226

5.2.9镁合金热处理安全技术226

5.3镁复合材料的加工方法228

5.3.1镁基复合材料的液态成形方法228

5.3.2铸造镁基复合材料的类型及一般力学性能240

5.3.3外界条件对复合材料力学性能的影响242

5.3.4铸造镁基复合材料的摩擦磨损行为及其他性能243

5.3.5镁基复合材料的超塑性243

5.4镁合金的表面处理技术244

5.4.1化学氧化处理244

5.4.2化学镀技术245

5.5稀土镁合金研究247

5.5.1稀土的作用247

5.5.2铸造Mg-RE系合金252

5.5.3Mg-RE系合金的性能特点254

5.5.4Mg-Th系合金258

5.6新合金发展及镁合金回用再生新技术259

5.6.1功能镁合金259

5.6.2新合金研制发展264

5.6.3镁合金回用再生新技术266

参考文献270

精密成形技术简介

机械构件的加工，首先要制造毛坯。再经切削、磨削等工序，才能得到符合设计要求的产品。毛坯到产品的传统加工方法，材料、能源、时间的消耗都很大，还会产生大量的废屑。废液及噪声污染。而精密成形技术可极大的改变这种状况。　利用熔化、结晶、塑性变形、扩散、他变等物理化学变化，按预定的设计要求成形机械构件，目的在于使成形的制品，达到或接近最后要求的形状或尺寸——这就是精密成形技术。它是现代技术（计算机技术、新材料技术、精密加工与测量技术）与传统成形技术（铸造、锻压、焊接、切割等）相结合的产物。不仅可以提高材料的利用率，减轻污染，还可使构件材料获得传统方法难以获得的化学成分与组织结构，从而提高产品的质量与性能。精密成形技术是生产高技术产品（如计算机、电于、通讯、宇航、仪表等产品）的关键技术。

精密成形技术精密成形技术分类

精密成形技术精密成形技术发展趋势

产品的复杂化、精密化和质量优化；工艺设计的模拟化、准确化；模具模样设计制造技术的CAD/CAM一体化。目前某些中小零件的精密成形已达到不经切削加工或加工余量极小。国际机械加工技术协会预测，下世纪初，精密成形与磨削加工相结合，将取代大部分中小零件的切削加工。

精密成形技术在工业发达国家已得到广泛应用，通过与先进工艺设备、检测手段配合，已形成不同档次的精密成形制造单元，并普遍取代了传统的成形工艺及设备。

今后一段时期，中国将以汽车工业为主要应用对象，结合典型零件进行精密成形技术的开发，并形成应用于生产的成套技术。重点一是提高轿车生产装备的国产化比例，二是提高轿车零部件的国产化比例。