變形鎂合金AZ31B，具有較高的抗振能力和吸熱性能，因而是制造飛機輪轂的理想材料。鎂合金AZ31B在汽油、煤油和潤滑油中很穩(wěn)定，適于制造發(fā)動機齒輪機匣、油泵和油管，又因在旋轉(zhuǎn)和往復運動中產(chǎn)生的慣性力較小而被用來制造搖臂，艙門和舵面等活動零件。民用機和飛機、尤其是轟炸機廣泛使用鎂合金制品。的美國B-52轟炸機的機身部分就使用了鎂合金板材635公斤，擠壓件90公斤，鑄件超過200公斤。鎂合金也用于導彈和衛(wèi)星上的一些部件，如中國“”地空導彈的儀表艙、尾艙和發(fā)動機支架等都使用了鎂合金。
AZ31B鎂合金在汽車上的應用也很廣泛。如離合器殼體、閥蓋、變速箱體氣缸蓋、空調(diào)機外殼等。方向盤、轉(zhuǎn)向支架、剎車支架等。為了在汽車受到撞擊后提高吸收沖擊力和輕量化，在方向盤和坐椅上使用鎂合金。根據(jù)有關研究,汽車所用燃料的60%是消耗于汽車自重,汽車自重每減輕10%,其燃油效率可提高5%以上;汽車自重每降低100 kg,每百公里油耗可減少0.7 L左右,每節(jié)約1 L燃料可減少CO2排放2.5 g，年排放量減少30%以上。所以減輕汽車重量對環(huán)境和能源的影響非常大，汽車的輕量化成必然趨
鎂合金是實際應用中質(zhì)量輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，同時，鎂合金具有比強度和比剛度高、彈性模量大、生物相容性好、導熱導電性好、電磁屏蔽能力強和阻尼減震性能好等優(yōu)點，被廣泛應用于航空航天、交通運輸、軍工、裝備制造和3C電子等領域，被譽為“二十一世紀具發(fā)展前景的綠色工程材料”。
鎂合金板帶材3種生產(chǎn)工藝流程及其特點:
(1) 雙輥鑄軋(或連鑄連軋)生產(chǎn)工藝:熔煉→合金化→凈化→分配器→鑄軋→后續(xù)軋機溫軋→剪切下料→矯直→精軋→精整→表面處理→成品包裝.該工藝的優(yōu)點是投資及生產(chǎn)成本低,生產(chǎn)工藝流程短,可低成本推廣鎂合金板帶產(chǎn)品;缺點是鎂合金板材成品寬度受到限制(一般在650 mm以下),產(chǎn)品組織性能不高、生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定、合金品種受限.適合于中小規(guī)模生產(chǎn),產(chǎn)品適合中低端市場,以民用為主.
目前,利用該工藝生產(chǎn)的企業(yè)主要有山西聞喜銀光、福州華鎂、中鋁洛銅等公司.在鑄軋帶坯后續(xù)生產(chǎn)方面,仍采用塊式法溫冷軋.
(2) 錠坯+擠壓工藝+溫軋生產(chǎn)工藝:該生產(chǎn)工藝的主要特點相比于熱軋開坯來說,增加了擠壓工藝過程,這有利于消除合金的各向異性、提高鎂合金薄板帶材的沖壓性能.但因受設備與工藝的影響,其產(chǎn)品寬度受限(一般在600 mm以下),無法生產(chǎn)厚板材,生產(chǎn)成本較高且生產(chǎn)連續(xù)性不強,適合中小規(guī)模尤其是小規(guī)格鎂合金薄板材的生產(chǎn).
利用該工藝生產(chǎn)的企業(yè)主要有洛陽華凌鎂業(yè)、山東華盛榮鎂業(yè)等公司.
(3) 鑄錠熱軋開坯生產(chǎn)工藝:熔煉→鑄造→銑面→均勻化→加熱→熱軋→剪切下料→加熱→溫軋→表面清洗→剪切下料→中間退火→精軋→成品退火→精整→表面處理→包裝入庫.該生產(chǎn)工藝的優(yōu)點是能夠生產(chǎn)出寬幅中厚板,組織性能較好,可以大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)幾乎所有品種的鎂合金,產(chǎn)品覆蓋高、中端市場;缺點是生產(chǎn)流程長、投資和生產(chǎn)成本相對高,較難實現(xiàn)低成本鎂板材產(chǎn)品的推廣應用,長規(guī)格鑄錠由于軋制設備的限制無法實現(xiàn)換向軋制,鎂合金板材尤其是薄規(guī)格沖壓產(chǎn)品各向異性比較明顯.
國內(nèi)利用鑄錠熱軋開坯塊式法生產(chǎn)鎂合金板材的公司早有東北輕合金廠(目前為中鋁東北輕合金有限責任公司)和洛陽銅加工廠(目前為中鋁洛陽銅業(yè)有限公司,簡稱中鋁洛銅),以及后來的洛陽華凌/鑫友鎂業(yè)公司、營口銀河鎂鋁合金有限公司、西部鈦業(yè)有限責任公司等.其中,中鋁洛銅在研發(fā)、工藝技術(shù)、合號開發(fā)、生產(chǎn)和市場供應等方面都走在前列.截至目前,中鋁洛銅已向國內(nèi)外的航空航天及軍事領域、民用市場、生產(chǎn)教學等供應了10 000 t左右的鎂合金板帶材.一直到上世紀末,國內(nèi)可生產(chǎn)鎂板帶的企業(yè)一家,為我國軍工與國民經(jīng)濟發(fā)展作出了貢獻.
鎂合金熱軋開坯、溫冷軋成卷技術(shù)的試驗性軋制早出現(xiàn)在前蘇聯(lián).1970―1974年,前蘇聯(lián)輕合金研究院曾研究了軋制鎂合金帶卷的可能性.開發(fā)了250 mm×850 mm的大規(guī)格鑄造工藝,并在2 800 mm四輥軋機上經(jīng)過11～15道次,熱軋到6.0～7.5 mm厚,然后在1 200 mm四輥可逆溫冷軋機上進行了帶卷軋制試驗.帶卷加熱到380～400 ℃,將一些低合金化的鎂合金帶材卷軋制到2.0 mm的厚度,甚至軋制到1.2 mm.
近年來,很多鎂合金生產(chǎn)企業(yè)、科研機構(gòu)、設計院相關技術(shù)人員都在考慮利用鋼鐵行業(yè)成熟使用的爐卷軋機,進行鎂合金熱溫軋板帶的卷式法生產(chǎn),主要是考慮到爐卷軋機能夠在加熱或保溫狀態(tài)下實現(xiàn)熱變形溫度范圍窄、軋制容易開裂金屬的卷式法生產(chǎn).而且一些生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)在爐卷軋機上實現(xiàn)了有色金屬板帶,如鈦及鈦合金的試驗性軋制及工業(yè)化批量生產(chǎn).但截至到目前,世界范圍內(nèi)還未有以熱軋開坯方式在爐卷軋機上實現(xiàn)熱溫卷式法軋制的試驗、試軋或生產(chǎn)的實踐和報道.而“爐卷狀態(tài)”下溫軋鎂合金帶材的試驗、試制僅局限在來料為鑄軋帶坯時.
國內(nèi),重慶市應用技術(shù)有限公司和鎂合金生產(chǎn)企業(yè)合作,利用300 mm×800 mm/650 mm×780 mm四輥不可逆簡易爐卷軋機對雙輥鑄軋帶坯進行熱溫軋制進行鎂合金薄板帶的生產(chǎn),年產(chǎn)量約50 t.山西聞喜銀光鎂業(yè)集團利用在傳統(tǒng)冷軋機組左右卷取機上加保溫罩的方式,對該公司生產(chǎn)的600 mm寬度鑄軋帶坯進行溫冷軋的加熱減薄軋制.
在國外,美國法塔亨特公司2010年設計制造了一套類似于鋼鐵行業(yè)使用的爐卷軋機中試生產(chǎn)線,該公司和橡樹嶺國家實驗室、英國伊利可創(chuàng)鎂業(yè)公司進行合作,對鎂合金板帶進行熱溫軋卷式法生產(chǎn),并實現(xiàn)了來料厚度12.7 mm以下、寬度250 mm以下的鑄軋卷的試驗性軋制.值得注意的是,該中試線核心部件左右卷取加熱爐與鋼鐵行業(yè)大的不同是能實現(xiàn)整卷上、卸料,也就意味著加熱爐罩和卷取機具備分離進而實現(xiàn)在/離線模式,其相關開卷取輔助設備也相對復雜.同時,法塔亨特公司認為,爐卷狀態(tài)熱溫軋不僅適用于來料為鑄軋帶坯,也可以進行鑄錠熱軋開坯后的連續(xù)化卷式法生產(chǎn),但公司并未進行該項工藝的實踐
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