什么是镁加工?

[拼音]：meijiagong

[外文]：magnesium fabrication

用塑性加工方法，将镁坯锭加工成材。主要的加工方法有轧制、挤压、锻造等；产品主要有板材、棒材、型材、管材、锻材等。镁的化学性质活泼，容易氧化，耐蚀性差，熔炼、铸造以及加热时，必须采取防护措施，并要注意安全。在加工过程中，坯料和所获得的产品表面要氧化处理，涂油包装。除镁锂合金外，大多数镁合金为密排六方点阵结构，在室温下，塑性变形能力差，但在200℃以上加工，由于滑移系增加以及发生恢复、再结晶软化，使镁及镁合金具有较高的塑性，所以一般要用热加工或温加工工艺。镁合金在加工时易形成粗大晶粒，会使力学性能变差，熔炼时，必须采用细化晶粒措施。

镁及其合金的熔炼常用反射炉和坩埚炉。反射炉具有熔化速度快和 *** 作机械化的特点，适于大规模生产。因为镁和氧的亲和力很强，极易燃烧，所以熔炼技术的关键在于防止炉料燃烧。整个加热过程须用熔剂覆盖炉料。熔剂以氯化镁、氯化钾为主，并加入少量氟化物。为防止镁合金熔体的氧化，常加入0.02%的铍。镁合金精炼主要是去除非金属夹杂物。通常使用熔剂精炼，用量约为炉料的1％。为使熔渣沉于炉底，精炼后的熔体需静置一段时间再进行铸造。为防止部分镁合金组织不均匀和出现柱状晶、扇状晶以及粗大晶粒，熔炼时应加入变质剂以改善和调整晶粒组织，并消除少量熔点高的铁、铜、锰金属夹杂物。

常用半连续铸造的方法，以获得供塑性加工的坯锭。为防止镁熔体的燃烧和产生氧化夹渣，铸造应在保护气氛下或在封闭系统内进行。保护气氛通常为二氧化硫气体(但要注意二氧化硫对设备的腐蚀性)。二氧化硫在流动液体表面形成致密的硫化镁薄膜，可防止结晶器内镁熔体的氧化。封闭熔铸也可采用氩气保护。铸造时进行电磁搅拌可得到细晶组织并能有效地减少热裂纹。一般情况下，合理选择结晶器高度、铸造速度以及适宜的冷却速度可避免坯锭开裂，特别在铸造扁坯锭时，应使断面均匀冷却。

镁合金的熔炼和铸造都必须注意安全。如熔炼时用潮湿熔剂，或铸造时熔融金属直接与水接触，都会引起爆炸。

通常用平辊轧制板材。一般用块片式生产，也可用成卷式生产。主要工序为：热轧、粗轧、中轧和精轧。厚板和中板 (6～21毫米)可采用热轧直接轧制成品；薄板（0.5～5毫米）常采用多次加热温轧工艺生产。除MB1和MB8镁锰合金外，坯锭在热轧前须进行均匀化处理，以保证组织均匀并消除铸造应力，从而提高工艺性能。轧前的坯锭加热应在循环通风电炉内进行。加热前需铣面，尤其要注意去除毛刺，以防止由毛刺引起燃烧。

热轧或温轧前必须预热轧辊，温轧薄板的轧辊常采用电感应方式预热。为清除轧辊表面氧化物，可向辊面喷射适量的润滑剂或水基乳液，以免沾污板材，影响板材表面光洁度。热轧板坯或卷料，须经清洗和化学处理清除表面氧化膜后，方可进行薄板轧制。薄板温轧温度应低于150℃。成卷式轧制时，不加润滑，一次轧成，加工率可达到30～60％。而块片式生产时，道次加工率一般小于30％，压下量过大会引起变形不均而影响表面质量。两次加热间的总加工率为30～80％。

板材的精整一般在低于退火温度50℃的条件下进行，采用平板加压法，压强为0.03～0.07kgf/mm2，可取得良好效果。对MB8镁锰合金，厚度大于4mm的板材，可在多辊矫直机上矫直，工作温度应高于100℃。为保证板材的表面质量，提高耐蚀性，成品板材需进行机械清刷和化学氧化处理。

挤压方法有正向挤压、反向挤压、润滑挤压和无润滑挤压，可生产各种断面的型材、棒材、管材和空心制品。

坯料的加热温度和时间必须严格控制。一般加热温度不超过450℃；加热时间要少于 3～4小时。坯料在加热过程中应避免同铝合金接触，特别要防止因局部过热而引起燃烧。挤压温度、速度和变形率都会显著影响制品的性能。挤压速度过快，会增大变形热效应，促进粗晶的形成，影响制品的力学性能。在较低的温度下挤压，可使制品获得较高的和均匀的力学性能。为减少各向异性，直接做结构材料的挤压制品，变形量不应小于90％，做锻件坯料的挤压变形量不应小于60％。挤压制品应采用加温矫直，残余变形量不应大于3％。小断面的挤压制品可直接通电加热，进行拉伸矫直。

变形温度、变形量、变形速度对工艺塑性的影响很明显。低强合金(MB1)和中强合金（MB2、MB8）具有较高的塑性，变形速度范围较宽。高强合金(MB15)的塑性随变形速度的提高而显著下降，一般用挤压棒材做坯料，以取得较好的工艺塑性。锻造前模具须预热，预热温度为150～300℃。

模锻一般在压力机上进行，分预模锻和终锻两步。预模锻为终锻提供锻坯，坯料的变形率为40%。终锻是使制品达到所要求的尺寸。为使制品加工硬化和获得细晶组织，一般在较低的温度进行终锻。模锻用锭子油（或矿物油）和石墨（或工艺黄蜡）的混合物作润滑剂。模锻制品可用喷丸法进行表面强化并提高表面光洁度。

有退火处理和人工时效处理（见脱溶）两种：

（1）不可热处理强化的合金，最终热处理为退火。退火可使制品获得适宜的力学性能和减弱各向异性。镁合金的加工制品的晶粒大小对性能有明显影响。为防止晶粒粗化，一般退火温度为350～370℃，加热速度越快越好。加工硬化的镁合金在160～210℃之间进行低温退火，可提高合金的伸长率和耐蚀性。

（2）可热处理强化的合金(如MB6、MB7、MB15等)制品的最终热处理为淬火加人工时效处理。MB15合金也可在热挤压后直接进行人工时效处理。淬火温度一般为370～420℃，淬火介质有空气和水(70～100℃)。在热水中淬火，制品的力学性能比在空气中淬火好。