현재 항공 우주, 자동차 운송 및 기타 산업에서 금속 제품의 경량은 연구 핫스팟이되었습니다. 마그네슘 합금은 마그네슘을 매트릭스 및 기타 요소로 구성하는 합금입니다. 그것은 실용적인 금속에서 가장 가볍고 풍부한 매장량을 가지고 있습니다. 마그네슘 합금은 경량화에 큰 장점이 있으며 많은 관심을 끌었습니다. 마그네슘 합금은 높은 비강도, 우수한 열 성형성, 우수한 기계 가공성 및 생체 적합성, 우수한 감쇠 및 전자기 차폐 및 분해성과 같은 많은 장점을 가지고 있습니다. 그들은 금속 제품의 체중 감소에 큰 잠재력을 가지고 있으며, 또한 생물 의학에서 높은 가치를 지닙니다. 현재 마그네슘 합금 개발의 주요 문제점 : (1) 마그네슘의 고유 한 육각형 구조로 인해 마그네슘 합금의 플라스틱 성형 능력이 떨어지고 복잡한 부품을 형성하기가 어렵습니다. (2) 마그네슘 합금은 내식성이 좋지 않아 다양한 분야에서 그 적용을 크게 제한합니다. 마그네슘 합금의 내식성을 향상시키는 방법은 더 연구 할 가치가 있습니다.
1 마그네슘 합금 분류
현재 마그네슘 합금에는 주로 알루미늄 (AL), 아연 (Zn), 망간 (MN), 지르코늄 (Zr) 및 기타 합금 원소뿐만 아니라 레늄 (RE)과 같은 희토류 금속 원소가 포함되어 있습니다. 마그네슘 합금에 첨가 된 합금 원소의 종류와 내용은 마그네슘 합금의 특성에 큰 영향을 미칩니다. 일반적으로 zzn의 함량이 22 %를 초과하지 않으면 마그네슘 합금 주물의 크리프 저항이 향상 될 수 있습니다. 적절한 양의 MMN 요소는 마그네슘 합금의 내열성 및 내식성을 향상시키고 제련 과정에서 유해한 요소 FFE를 어느 정도 제거 할 수 있습니다. 적절한 양의 AAL 원소는 마그네슘 합금의 주조 특성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 적절한 희토류 금속을 첨가하면 일반적으로 합금의 유동성을 향상시키고 수축 다공도를 줄이며 합금의 입자 크기를 미세화하고 강도와 가소성을 향상시킬 수 있습니다. 추가 된 합금의 유형에 따라 마그네슘 합금은 대략 다음 시리즈로 나눌 수 있습니다.
- (1) Mg 알 Zn 시리즈. 이 일련의 합금은 사람들이 탐구하고 적용한 최초의 마그네슘 합금입니다. 주조뿐만 아니라 변형 처리에도 사용할 수 있습니다. 합금이 주조되고 형성 될 때, Al 원소의 함량은 77 % ~ 9 %입니다. 변형 처리에 사용될 때 AAL 요소의 함량은 33 % ~ 5 %로 유지되어야합니다.
- (2) Mg 알 Mn 시리즈. 마그네슘 알루미늄 합금에 일정량의 MMN을 첨가하면 합금의 기계적 특성에 큰 영향을 미치지 않지만 합금의 가소성이 약간 감소합니다. 11 % - 25 % MMN을 추가하면 합금의 응력 내식성이 크게 향상되고 합금의 내식성 및 용접 성능이 크게 향상됩니다.
- (3) Mg 알 RE 시리즈. 이 일련의 합금은 우수한 변형 가공성을 가지고 있습니다. 주조 합금으로서의 강도와 가소성은 압출에 의해 크게 향상 될 수 있습니다. 희토류 원소 RE를 첨가하면 입자 크기를 줄일 수 있으며 AAL의 함량을 적절하게 증가시킴으로써 합금의 포괄적 인 기계적 특성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
- (4) Mg Zn Zr 시리즈. 이 일련의 합금에서 zzn 원소의 함량은 일반적으로 약 66 %로 제어되며, 이는 합금 용액 강화 및 열처리 강화의 역할을합니다. 합금의 Zzzr은 합금 입자를 크게 정제하고 합금의 강도, 가소성 및 내열성을 향상시킬 수 있습니다. Zr의 함량은 일반적으로 00.5 % - 0.9 %입니다. 그것은 종종 항공기 및 항공 우주 차량에 큰 스트레스와 구조 부품을 제조하는 데 사용됩니다.
- (5) Mg Zn RE 시리즈. 희토류 금속 RE의 다양한 함량에 따르면, 합금은 매트릭스를 강화하기 위해 고용체 강화에서 두 번째 단계로 발전 할 것입니다. 재 원자를 추가하면 격자 왜곡이 발생하거나 구조의 전위 이동을 방해하거나 입자 경계를 강화합니다.
합금은 높은 비강도, 고속 절단, 생체 적합성 등과 같은 많은 장점을 가지고 있지만, 현재 얻을 수있는 마그네슘 합금은 여전히 절단 연소, 고온 산화 등과 같은 문제를 가지고 있습니다. 다양한 산업 표준을 충족하는 고품질 마그네슘 합금을 준비하는 방법은 여전히 심층적 인 연구가 필요합니다. 마그네슘 합금의 품질은 일반적으로 요소의 유형, 함량 및 가공 기술에 따라 다릅니다. 이 논문은 제조 기술, 표면 및 내부 강화 메커니즘 및 절단 기술의 측면에서 마그네슘 합금의 개발을 요약합니다.
2 성형 공정
마그네슘 합금 의 구성 요소의 물리적 특성과 목표 성분의 모양, 크기 및 적용에 따라 다음과 같은 33 가지 성형 공정이 일반적으로 채택됩니다.
- (1) 중력 주조 : 용융 된 마그네슘 합금을 사용하여 자체 중력으로 부품을 주조하십시오. 작업 방법에는 금속 금형 주조, 반 금속 금형 주조, 쉘 금형 주조, 투자 금형 주조 및 모래 금형 주조가 포함됩니다. 그 중 모래 주조 비용은 낮지 만 작업이 상대적으로 번거로워 대형 주물의 소규모 배치 생산에 적합합니다.
- (2) 압력 주조 : 합금 용융물이 금형 캐비티를 채우고 주조 공정을 완료하는 데 도움이되는 특정 압력을 사용하십시오. 압력에 따라 고압 주조와 저압 주조로 나눌 수 있습니다. 고압 주조는 액체 또는 반고체 마그네슘 합금이 금형 캐비티에 고속으로 용융되어 응고되도록하는 것입니다. 이 방법으로 얻은 합금의 크기는보다 정확하고 윤곽이 분명합니다. 저압 주조는 낮은 압력을 사용하여 합금 용융물의 액체를 올리고 금형을 부드럽게 채우기 때문에 순차적으로 응고 껍질을 벗기고 압력 하에서 결정화 한 다음 압력을 방출하여 주물을 얻는 것입니다. 이 방법은 또한 고품질의 합금 주물을 얻을 수 있습니다. 다이 캐스팅 공정의 응고 링크에서, 냉각 속도가 증가하면, 결정립이 상당히 정제되고 주조의 인장 강도 및 연신율이 향상 될 것이다 [9-11]. 마그네슘 합금은 낮은 융점 (순수 마그네슘은 약 6650 °C), 빠른 응고, 낮은 합금 액체 점도 및 우수한 유동성으로 인해 압력 주조에 적합합니다. 현재 진공 다이 캐스팅, 반고체 다이 캐스팅 및 산소 충진 다이 캐스팅은 종종 마그네슘 합금 압력 주조에 사용됩니다.
- (3) 반고체 형성 : 마그네슘 합금은 순환 유도 가열에 의해 고체와 액체의 공존으로 가열 된 다음 재료가 직접 형성됩니다. 액체 성형과 비교할 때, 그것은 낮은 성형 온도, 긴 다이 수명, 낮은 결함 및 높은 소형화의 장점을 가지고 있습니다. 이 기술은 주조 및 고체 플라스틱 성형의 장점을 모두 가지고 있습니다. 형성 온도는 액체 상태보다 낮고, 변형 저항은 고체 상태보다 낮다. 생성 된 합금 구성 요소는 정밀도가 높습니다. 현재, 그것은 일부 마그네슘 합금 자동차 부품 및 항공 우주 산업 기기에 사용되었습니다.
입자 크기를 미세 조정하고 포괄적 인 기계적 특성을 향상시키기 위해 주조 마그네슘 합금은 일반적으로 압연, 압출, 단조 및 기타 플라스틱 가공됩니다. 매트릭스 마그네슘의 격자 유형은 가까운 육각형 구조에 속하고 그 구성 합금은 일반적으로 슬립 시스템이 적고 소성 변형 능력이 약한 가까운 육각형 구조의 왜곡 결과이기 때문에 마그네슘 합금은 종종 압연 공정을 사용합니다. 마그네슘 합금의 열악한 냉간 변형 능력을 고려할 때, 열간 압연 또는 따뜻한 압연이 일반적으로 사용됩니다. 압연 온도는 합금 원소의 종류와 함량에 따라 달라지며, 이는 일반적으로 합금 고체보다 약 555 °C 낮습니다. 적절한 온도 및 변형 속도는 입자를 정제하고 변형 저항을 줄이며 가공 효율을 향상시킬 수 있습니다.
3 마그네슘 합금의 응용 프로그램
(1) 항공우주 분야
항공 우주 및 방위 산업의 급속한 발전으로 중국의 고성능 경량 구조 재료에 대한 수요가 급격히 증가했으며 항공 우주 재료의 경량이 점점 더 중요 해지고 있습니다. 다양한 공연을 통해 마그네슘 합금을 사용하여 항공 우주 부품을 만드는 것은 자원을 절약 할뿐만 아니라 우주선의 후속 사용에 도움이되며 서비스 수명을 연장합니다. 또한 반환 과정에서 우주선의 안전을 보장하는 데에도 도움이됩니다. 현재 중국은 항공 우주 분야에서 상응하는 경량 목표를 설정했습니다.
(2) 철도 환승 분야
경량 소재는 철도 운송 산업의 발전에 큰 의미가 있습니다. 난연성 마그네슘 합금은 철도 운송 운송 방향 프레임의 중량 감소에 사용되지만 현재이 분야에서 마그네슘 합금의 적용은 촉진되지 않았으며 주로 일부 핵심 기술이 깨지지 않았기 때문에 모든 측면의 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 반복적으로 테스트하는 데 시간이 필요합니다.
(3) 자동차 산업
마그네슘 합금은 차량이 경량의 목표를 달성하고 차량 중량 감소 분야에서 선호되는 충격 흡수 효과를 향상시킬 수 있습니다. 자동차 휠 허브, 기어 박스 박스, 실린더 헤드 커버, 스티어링 휠 및 스티어링 브래킷 등을 만들어 자체 중량을 줄이고 연료 소비를 줄이며 환경을 보호하는 데 사용할 수 있습니다. 그러나 마그네슘 합금은 내식성과 가연성이 좋지 않기 때문에 널리 사용되지 않습니다.
(4) 의료 분야
마그네슘 합금은 우수한 생체 적합성, 분해성 및 인간의 골밀도에 가까우며 치료에 사용할 수 있습니다. 그러나 일부 마그네슘 합금 만 의료 분야에 적합하며 합금이 형성 된 후에 특성이 변경됩니다. 마그네슘은 인체에 의한 칼슘 이온의 흡수를 촉진하여 뼈 조직의 성장과 상처 치유를 가속화하고 환자의 치료주기를 단축시킬 수 있습니다.
(5) 군사 분야
군사 장비에 마그네슘 합금을 적용하면 군사 장비의 품질을 떨어 뜨리고 군대의 이동성과 전투 효과를 향상시킬 수 있습니다. 그것은 기어 박스, 엉덩이 몸체, 조준 장치 및 군사 총기의 다른 부분에서 사용할 수 있습니다. 또한 허브, 시트 프레임, 기어 박스 및 장갑차의 다른 부분뿐만 아니라 견인 장치, 탄약 공급 상자 및 포병 및 탄약의 사수의 거울에도 사용할 수 있습니다.
(6) 전자 제품
마그네슘 합금은 경량, 비자기, 좋은 충격 흡수 등의 장점을 가지고 있습니다. 그것은 전자 제품 분야에서 밝은 미래를 가지고 있습니다. 노트북 컴퓨터, 휴대 전화 및 디지털 카메라로 대표되는 33c (컴퓨터)이기 때문에,
통신, 소비) 제품은 가볍고 얇고 작은 방향으로 발전해 왔으며 마그네슘 합금은 점점 더 뛰어납니다. 마그네슘 합금 전자 제품은 외관과 촉감이 뛰어날뿐만 아니라 열전도율과 강성이 우수합니다. 가장 얇은 33c 제품 셸의 두께는 0.4mm에 불과합니다.
(7) 기타 지역
마그네슘 합금은 가솔린 및 윤활유에서 비교적 안정적이며 오일 파이프, 기어 박스 및 기타 부품을 만드는 데 사용할 수 있습니다.
마그네슘 합금 은 저밀도, 높은 비강도, 우수한 생체 적합성 등과 같은 많은 장점을 가지고 있습니다. 다른 금속 또는 플라스틱 재료보다 더 나은 결과를 얻을 수 있으며 광범위한 응용 가능성을 가지고 있습니다. 동시에, 우리는 또한 마그네슘 합금의 제조 및 사용에 존재하는 문제에주의를 기울여야합니다. 예를 들어, 마그네슘과 합금을 형성하는 일부 희토류 금속은 비싸고 상용화하기가 어렵습니다. 마그네슘 합금은 사용 중에 부식되기 쉽습니다. 절단 할 때 쉽게 태울 수 있습니다. 위의 문제는 마그네슘 합금의 개발을 제한하고 관련 과학 연구자에 의한 추가 탐사와 해결책이 필요합니다.