镁合金的优缺点与应用.doc

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镁合金的优缺点及应用
镁合金是以镁为原料的高性能轻型结构材料,比重与塑料相近,刚度、强度不亚于铝,具有较强的抗震、防电磁、导热、导电等优异性能,并且可以全回收无污染。镁合金质量轻, kg/m3,是铝的速原型化与工具制造技术和半固态成型工艺,以提高德国在镁合金应用方面的能力；1993 年欧洲汽车制造商提出"3 L 汽油轿车"的新概念,美国也提出了"PNGV"〔新一代交通工具的合作计划,其目标是生产出消费者可承受的每百公里耗油3 L 的轿车,且整车至少80％以上的部件可以回收,这些要求迫使汽车制造商采用更多高新技术,生产重量轻、耗油少、符合环保要求的新一代汽车,因此除汽车轮毂外,镁合金还被广泛应用于增压器转子、发动机传动箱体、风扇、发动机零件、整体座椅系统、仪表板整体框架、方向盘、草坪机底盘等其他零部件。
国际国内对于镁合金在汽车上的应用的研究不断发展,应用领域不断扩大,应用的量也相应增加。目前全球汽车平均每辆用镁合金4~5 kg,根据西方汽车工业界的展望,在未来二十年里,平均每辆汽车上的镁合金用量将达到100~120 kg,将比目前增长50 倍以上,届时仅用于汽车的镁合金将超过
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500 万t,约为目前全球镁年生产量<80 万t> 的6 倍。相较于铝合金、在成熟产品上镁合金将具备更高的性价比：如果按原镁16000 元/t 和电解铝13000 元/t 的行业平均成本分析,由于镁合金比重较小〔, kg/m3,相同体积的镁合金成本较铝合金低30%。
图1汽车中各种原材料使用比例镁合金在电子领域中的应用
在3C 产品领域,以笔记本电脑、手机和数码相机为代表的3C 产品朝着轻、薄、短、小方向发展的推动下,镁合金的应用得到了持续增长。镁合金与传统3C产品使用的外壳材料相比具有轻量化、刚性高、减震性好、无磁、散热、可回收等优点；特别是应用于3C 产品外壳上其外观及触摸质感极佳,已成为设计和消费的流行趋势。
与塑料相比镁合金具有良好的导热性、刚性,特别是极其易于回收。一旦镁合金的应用进入良性循环之后,其废料不仅不会危害环境,其优良的再生性也会致使镁资源得到充分利用,也使镁合金使用成本更进一步的降低。不仅如此,镁合金还具有非常好的压铸工艺性能,采用压铸的方法制造的镁合金3C 类产品外壳, mm,并且强度和刚度都极为优异。以耐冲撞性为例,其耐撞强度及吸振性均远较塑料佳,尤其是相同抗力下厚度仅塑料的1/3,且具良好的散热性及防电磁波干扰的性能。
以上特性使镁合金在3C 产业〔计算机、通讯、消费电子及电动工具,运动器材等方面的应用,已成为一个新的市场热点,如笔记本计算机、掌上计算机外壳、照相机外壳、摄相机外壳、投影录像机外壳、电视机、音响外壳等,而且其应用领域还在迅速扩大。
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镁合金在国防领域及其他领域的应用
镁合金由于质量轻而被广泛地应用于国防和航空航天产品,其应用包括飞行器机身及其发动机、起落轮、火箭、导弹及其发射架、卫星探测器、旋转罗盘、电磁套罩、雷达和电子装置以及地面控制装置等。如MD600 直升机的主传动系统使用镁合金后,水平旋翼系统的功能得到有效提高。太空飞船和卫星部件使用镁合金后能适应太空运行的特殊环境,诸如由空气动力学加热引起的温度极限、臭氧侵蚀、短波电磁辐射和高能粒子< 电子、质子和小陨石> 的冲击等。
镁合金在航空、航天较早得到应用, 在兵器上也得到一定应用,最早应用于军事工业领域是在1916年,被用于制造77mm炮弹引线。国外一些发达国家由于资源原因,对镁合金在兵器上的应用还持谨慎态度。
2、国内镁合金应用发展现状
我国的镁储量世界第一,我国已探明的白云石矿资源总量为40 亿t,XX柴达木盆地的33 亿t,而且储存形式为非常有利于开采的高纯度***化镁。 亿t,符合炼镁要求的一、二级矿占78%,已探明储量可开采年限至少有1000 年之久。而大海则是最大的"镁矿",海水中含镁约2100 亿t, g ***化镁,可以预见的将来中国绝不会缺镁资源。而与镁不同的是中国的铝土矿资源非常贫乏,中国国内铝土矿资源仅能供应中国生产
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10 年,目前60% 的铝土矿资源依赖进口,发展镁合金产业符合中国的资源战略。
我国对镁合金的开发利用也非常重视,科技部、国家自然科学基金委员会等部门针对镁合金开发相继出台了各种研究计划,加深、加快对镁合金材料的应用与开发研究。2000 年3 月,科技部启动了"镁合金开发应用及产业化"的前期战略研究,全国共有4 个研究所、7 所高校、20 多家企业直接参与了"镁合金