鎂加工
正文
用塑性加工方法，將鎂坯錠加工成材。主要的加工方法有軋制、擠壓、鍛造等；產品主要有板材、棒材、型材、管材、鍛材等。鎂的化學性質活潑,容易氧化,耐蝕性差，熔煉、鑄造以及加熱時,必須採取防護措施,並要注意安全。在加工過程中，坯料和所獲得的產品表面要氧化處理，塗油包裝。除鎂鋰合金外，大多數鎂合金為密排六方點陣結構，在室溫下，塑性變形能力差，但在200℃以上加工,由於滑移系增加以及發生恢復、再結晶軟化，使鎂及鎂合金具有較高的塑性，所以一般要用熱加工或溫加工工藝。鎂合金在加工時易形成粗大晶粒，會使力學性能變差，熔煉時，必須採用細化晶粒措施。熔煉 鎂及其合金的熔煉常用反射爐和坩堝爐。反射爐具有熔化速度快和操作機械化的特點，適於大規模生產。因為鎂和氧的親和力很強，極易燃燒，所以熔煉技術的關鍵在於防止爐料燃燒。整個加熱過程須用熔劑覆蓋爐料。熔劑以氯化鎂、氯化鉀為主，並加入少量氟化物。為防止鎂合金熔體的氧化,常加入0.02%的鈹。鎂合金精煉主要是去除非金屬夾雜物。通常使用熔劑精煉，用量約為爐料的1％。為使熔渣沉於爐底,精煉後的熔體需靜置一段時間再進行鑄造。為防止部分鎂合金組織不均勻和出現柱狀晶、扇狀晶以及粗大晶粒，熔煉時應加入變質劑以改善和調整晶粒組織，並消除少量熔點高的鐵、銅、錳金屬夾雜物。
鑄造 常用半連續鑄造的方法，以獲得供塑性加工的坯錠。為防止鎂熔體的燃燒和產生氧化夾渣，鑄造應在保護氣氛下或在封閉系統內進行。保護氣氛通常為二氧化硫氣體(但要注意二氧化硫對設備的腐蝕性)。二氧化硫在流動液體表面形成緻密的硫化鎂薄膜，可防止結晶器內鎂熔體的氧化。封閉熔鑄也可採用氬氣保護。鑄造時進行電磁攪拌可得到細晶組織並能有效地減少熱裂紋。一般情況下，合理選擇結晶器高度、鑄造速度以及適宜的冷卻速度可避免坯錠開裂，特別在鑄造扁坯錠時，應使斷面均勻冷卻。
鎂合金的熔煉和鑄造都必須注意安全。如熔煉時用潮濕熔劑，或鑄造時熔融金屬直接與水接觸，都會引起爆炸。
軋制 通常用平輥軋制板材。一般用塊片式生產,也可用成卷式生產。主要工序為：熱軋、粗軋、中軋和精軋。厚板和中板 (6～21毫米)可採用熱軋直接軋製成品；薄板（0.5～5毫米）常採用多次加熱溫軋工藝生產。除MB1和MB8鎂錳合金外，坯錠在熱軋前須進行均勻化處理，以保證組織均勻並消除鑄造應力，從而提高工藝性能。軋前的坯錠加熱應在循環通風電爐內進行。加熱前需銑面，尤其要注意去除毛刺，以防止由毛刺引起燃燒。
熱軋或溫軋前必須預熱軋輥，溫軋薄板的軋輥常採用電感應方式預熱。為清除軋輥表面氧化物，可向輥面噴射適量的潤滑劑或水基乳液，以免沾污板材，影響板材表面光潔度。熱軋板坯或卷料，須經清洗和化學處理清除表面氧化膜後，方可進行薄板軋制。薄板溫軋溫度應低於150℃。成卷式軋制時，不加潤滑，一次軋成,加工率可達到30～60％。而塊片式生產時，道次加工率一般小於30％，壓下量過大會引起變形不均而影響表面質量。兩次加熱間的總加工率為30～80％。
板材的精整一般在低於退火溫度50℃的條件下進行，採用平板加壓法,壓強為0.03～0.07kgf/mm2，可取得良好效果。對MB8鎂錳合金,厚度大於4mm的板材，可在多輥矯直機上矯直,工作溫度應高於100℃。為保證板材的表面質量，提高耐蝕性，成品板材需進行機械清刷和化學氧化處理。
擠壓 擠壓方法有正向擠壓、反向擠壓、潤滑擠壓和無潤滑擠壓，可生產各種斷面的型材、棒材、管材和空心製品。
坯料的加熱溫度和時間必須嚴格控制。一般加熱溫度不超過450℃；加熱時間要少於 3～4小時。坯料在加熱過程中應避免同鋁合金接觸，特別要防止因局部過熱而引起燃燒。擠壓溫度、速度和變形率都會顯著影響製品的性能。擠壓速度過快，會增大變形熱效應，促進粗晶的形成，影響製品的力學性能。在較低的溫度下擠壓，可使製品獲得較高的和均勻的力學性能。為減少各向異性，直接做結構材料的擠壓製品，變形量不應小於90％，做鍛件坯料的擠壓變形量不應小於60％。擠壓製品應採用加溫矯直,殘餘變形量不應大於3％。小斷面的擠壓製品可直接通電加熱，進行拉伸矯直。
鍛造和模鍛 變形溫度、變形量、變形速度對工藝塑性的影響很明顯。低強合金(MB1)和中強合金（MB2、MB8）具有較高的塑性，變形速度範圍較寬。高強合金(MB15)的塑性隨變形速度的提高而顯著下降,一般用擠壓棒材做坯料，以取得較好的工藝塑性。鍛造前模具須預熱，預熱溫度為150～300℃。
模鍛一般在壓力機上進行，分預模鍛和終鍛兩步。預模鍛為終鍛提供鍛坯,坯料的變形率為40%。終鍛是使製品達到所要求的尺寸。為使製品加工硬化和獲得細晶組織，一般在較低的溫度進行終鍛。模鍛用錠子油（或礦物油）和石墨（或工藝黃蠟）的混合物作潤滑劑。模鍛製品可用噴丸法進行表面強化並提高表面光潔度。
熱處理 有退火處理和人工時效處理（見脫溶）兩種：①不可熱處理強化的合金，最終熱處理為退火。退火可使製品獲得適宜的力學性能和減弱各向異性。鎂合金的加工製品的晶粒大小對性能有明顯影響。為防止晶粒粗化，一般退火溫度為350～370℃，加熱速度越快越好。加工硬化的鎂合金在160～210℃之間進行低溫退火，可提高合金的伸長率和耐蝕性。②可熱處理強化的合金(如MB6、MB7、MB15等)製品的最終熱處理為淬火加人工時效處理。MB15合金也可在熱擠壓後直接進行人工時效處理。淬火溫度一般為370～420℃，淬火介質有空氣和水(70～100℃)。在熱水中淬火,製品的力學性能比在空氣中淬火好。
