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镁合金到底好在哪?

  多(duō)年来,镁合金的应用曾受到三(sān)种疑虑的影响:其一为成本高(原料贵及回收再利(lì)用费贵);其(qí)二为易腐蚀;其三为高易燃易爆性(xìng)。
  事实上,熔化镁所消耗的能(néng)量(liàng)虽大于熔化锌,但却小于熔(róng)化铝。而当今的无助剂(jì)熔镁技术和添加硫氟化物(SF6)技术,已能控制使熔化镁(měi)时的耗(hào)损减至最低。同时镁合金的良好切削性能和可控(kòng)制的极小压铸误差(chà),以及很高的压(yā)铸生产率,都使得镁的应(yīng)用成本大为下降。
  镁合(hé)金制件的腐蚀问(wèn)题,已借助添加垫(diàn)片等简易技术及(jí)新型表面处理技术得以解决。 镁的易燃问题亦已通(tōng)过各种措施得到解决,实际上,镁铸件并不像镁粉那样存在易燃问题,对于熔融状态的镁合金件或在高速切削时的高燃(rán)燃(rán)性也早已有了相应措施。
  因(yīn)此(cǐ),上述疑虑在当今技术条件下不必过度担心,而镁(měi)合金的下列独特优点却使这颗材料领域的新星(xīng)更加熣灿。 
镁合金对比其他(tā)合金的优势
  大众车友接触得最多的自(zì)行车材料(liào)就是铝合金。
  而现实是,我国铝资源矿石总储(chǔ)量(liàng)只占世界的2.96%,位居世界第(dì)九,每年均需大量进(jìn)口。
  据估算(suàn),照目前的发展速度,大概在十(shí)年以内,国内铝矿石资(zī)源(yuán)就会枯竭。那么在铝资源枯(kū)竭的情况下我们要找哪种材料来替代?镁是地球上储量(liàng)最丰富的轻金属元素之一,而我国是(shì)世界上镁资源最为丰富的国家之一(yī),镁资源矿(kuàng)石总储量占世界的21.7%,居世界第一,也是(shì)镁资源出口的(de)第一大国。
  镁的密度仅(jǐn)为1.74g/cm3,约为铝的2/3、钛的2/5、铁的1/4。镁(měi)合金是以镁为(wéi)基加入其他元素组(zǔ)成的(de)合金(jīn),镁合金比铝合金轻36%、比锌合金(jīn)轻73%、比钢轻(qīng)77%[1]。镁合金的延伸率和冲击抗力则明显好于压铸铝合金。
  在这里特别解释一下(xià)弹性模量,它是衡量(liàng)物体抵抗弹性变形能力大小的尺度。在一定载荷(hé)作用下的物体,弹(dàn)性模量越低,弹性模(mó)量(liàng)变形相(xiàng)对越大,刚度越小,材料易(yì)发生变形(xíng)柔性越好;弹性(xìng)模量越高,材料发(fā)生弹性(xìng)模量变形相对越小,刚度大,材料不易变形,脆性越(yuè)强。
镁合金具有极高的压铸生产率。
  由此可知:压铸镁合金与压铸铝合金和压铸锌合金一样,具有良好的流动性;其结晶潜(qián)热和热导率低于A380,凝固区间比A380大。因此,压铸镁合金具有良好的充型能力,充型后凝固速度较快,对压铸型的热冲击较小,可用于压铸薄壁件而不会出现热(rè)裂和欠铸等缺陷,并减轻压铸型的热疲劳现象,延长压(yā)铸型的使用寿(shòu)命,缩短压铸件的留型(xíng)时间,压铸(zhù)生产速率比铝合金快约(yuē)75%。
  除了上述特点,镁(měi)合金的优势还体现在(zài)散热好和耐有机物和碱的腐蚀性能好,与纯(chún)镁的易燃、自爆、不稳定、活性强的特性完全不同。
镁合金对比碳纤材料的优(yōu)势
  现在在自行车材料领域,除了讨(tǎo)论合金,就(jiù)是讨论碳纤维,大家都知道同样的重量下碳(tàn)纤维的强度要比普通的(de)金属高出许多(duō),但相对高昂的价格为其制造了一定的门槛。
  据自行车制造业(yè)内人士介(jiè)绍,碳纤维,毕竟工艺中的手工成分多,不(bú)如镁合金那么适合大批量生产,因此它需要花费的成本就比较大,时(shí)间就比较长,对工艺的要求也比较高(gāo)。这些因素直(zhí)接影响成品的(de)价格,也(yě)就让(ràng)最终端的消费者要花更多的钱。
  另一(yī)方面,环保是当今各行各业重视的话(huà)题(tí),而碳纤(xiān)维对环境的破坏是可观(guān)的(de)。2010年时丰(fēng)田(tián)汽车发布(bù)的一项研(yán)究表(biǎo)明(míng),碳纤维的原材料处理阶段,会产生大量的废气污水,而加工过(guò)程要排放更多的二氧化碳,同时其生产过程有可能导致工人的各种呼吸(xī)道疾病(bìng)和(hé)皮(pí)肤病(bìng)。碳纤维产品被丢弃后,将在土壤和水里存在非常久的时间,降解难度(dù)非常(cháng)大,进一步对地球造成(chéng)污染。所以,碳纤(xiān)维是否是合适的绿色(sè)材料,还是个未知数。
  而镁合金是二十一世纪新兴的环保材料(liào),国外也(yě)把(bǎ)镁合(hé)金划为环保产业。其对(duì)环境无污(wū)染、可回(huí)收再利用的性能让人相当满意。
国家扶持的(de)政策优势
  在目前的十三五规划里(lǐ)面,国家把镁合金列为非常重要的材料,因此对这方面的引导和扶(fú)持力度非常大(dà)。比如对河南和山西这种镁资源(yuán)储量大(dà)的地方,国家的补助非常慷慨。实际上除了原材料的开采,还有在加工方面,只要是跟镁合金有关系的,国家都会给予很大程度的帮扶,资金(jīn)动(dòng)辄百(bǎi)万千万。
  “以轻质、高强、大规格、耐(nài)高温、耐腐蚀、耐疲劳为发展方向,发展高性(xìng)能镁合金,重点满足大(dà)飞机、高速(sù)铁路等交通运输(shū)装备需求,加(jiā)快镁合金制备及深加工技术开发(fā),开展镁合金在汽车零部件、轨道列车等领域的应用示范。”摘自《新材料产业“十三五”发展规划》。

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