近幾年，鎂合金的研究主要集中在新合金的開發(fā)和新的成形技術(shù)上，其目的是擴(kuò)大鎂合金的適用范圍。
鎂合金耐熱性差是限制其應(yīng)用的主要問題之一，提高耐熱性可以擴(kuò)大應(yīng)用范圍。為此，世界各國開展了大量的研究工作。目前，提高鎂合金耐熱性最基本的做法是向合金中添加稀土元素。沈陽工業(yè)大學(xué)的劉正先生，開展了向壓鑄AM50合金中添加釹元素來改善合金耐熱性的研究工作，其中釹的加入量為0.471%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）。研究結(jié)果表明，釹加入后，合金從室溫到200°C時(shí)的力學(xué)性能均得到了改善，極限抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率均得到了提高，斷口也呈混合斷裂的特征；力學(xué)性能最佳改善出現(xiàn)在100°C；經(jīng)對合金微觀組織分析發(fā)現(xiàn)，釹元素加入后，合金中形成了金屬間化合物Mg9Nd，并彌散分布于合金基體上，對晶界的滑移起到了抑制作用，從而產(chǎn)生了強(qiáng)化效果，使合金的高溫強(qiáng)度得到提高。
許多鎂合金壓鑄件使用時(shí)將承受一定的摩擦和磨損，而其磨損行為的研究工作至今卻開展得相對較少。吉林大學(xué)的楊曉紅女士開展了稀土鎂合金磨損行為的研究工作，重點(diǎn)研究了AZ91D合金中加入不同量稀土元素后，對合金的摩擦系數(shù)、磨損失重及摩擦表面形貌的影響，從而確定了稀土鎂合金的磨損失效形式。研究結(jié)果顯示，在干摩擦的條件下，隨著稀土元素加入量從0.2%增加到1.0%，合金的摩擦系數(shù)和磨損失重均依次減小，有效地延緩了從輕磨損到嚴(yán)重磨損的過渡。稀土元素提高鎂合金磨損性能的原因主要是：稀土加入后，合金得到了強(qiáng)化，提高了綜合性能，并提高了磨損表面氧化膜的穩(wěn)定性，從而使合金的耐磨性能得到提高。
此外，沈陽工業(yè)大學(xué)的李峰先生，對擠壓AZ61鎂合金板熱處理工藝和力學(xué)性能進(jìn)行了研究。這項(xiàng)研究的目的是提高這種用于制造散熱片的鎂合金力學(xué)性能。具體做法是在200°C下對合金進(jìn)行不同時(shí)間的失效處理。研究結(jié)果表明，合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度總體上是隨失效時(shí)間的延長而提高，延伸率則下降；與鑄態(tài)相比，屈服強(qiáng)度提高幅度較大，縱向提高幅度優(yōu)于橫向。組織分析表明，合金的晶粒并未出現(xiàn)拉長現(xiàn)象，說明在擠壓過程中已發(fā)生了再結(jié)晶，產(chǎn)生各向異性的原因可能是擠壓過程中形成的變形織構(gòu)所至。這項(xiàng)研究為利用熱處理改善變形鎂合金力學(xué)性能提供了一定的借鑒。
擠壓和半固態(tài)加工技術(shù)是提高鎂合金制件性能的有效途徑，這類技術(shù)的應(yīng)用是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。在本次國際壓鑄會議宣讀的有關(guān)鎂合金壓鑄方面的學(xué)術(shù)論文中，采用擠壓或半固態(tài)成形技術(shù)的占有相當(dāng)大的比例，體現(xiàn)了研究者的重視程度。
沈陽工業(yè)大學(xué)的袁曉光先生，針對半固態(tài)和擠壓用鎂合金錠的制備問題開展了研究工作，系統(tǒng)地研究了電磁攪拌對合金組織的影響。結(jié)果表明，施加不同的勵(lì)磁電壓對合金熔體進(jìn)行攪拌，獲得的合金的組織明顯不同。隨著勵(lì)磁電壓的提高，合金中的初生a-Mg相越趨于球化，且尺寸越細(xì)??；但是，當(dāng)勵(lì)磁電壓達(dá)到一定值后，這種趨勢也減弱。同時(shí)，攪拌也使合金中的b-Mg17Al12相和共晶組織分布更均勻。研究還發(fā)現(xiàn)，攪拌可以降低Zn元素在b-Mg17Al12相的偏聚程度，使其較均勻分布于合金的基體中，這種效果對提高Zn元素的強(qiáng)化效果和改善合金的耐腐蝕性均十分有利。另外，經(jīng)電磁攪拌后的合金擠壓成形后，組織細(xì)化效果更明顯，強(qiáng)度和延伸率均得到大幅度提高。
北京有色研究總院的張奎先生也對AZ91D鎂合金半固態(tài)加工工藝及應(yīng)用進(jìn)行了研究，研究內(nèi)容為：擠壓坯料二次加熱中的組織演變和半固態(tài)擠壓成形工藝的優(yōu)化。其研究結(jié)果表明，半固態(tài)擠壓過程中，合金組織不發(fā)生再結(jié)晶現(xiàn)象，擠壓后組織二次加熱到420°C時(shí)發(fā)生完全再結(jié)晶，形成細(xì)小的等軸晶；半固態(tài)擠壓成形可避免鑄件中產(chǎn)生皮下氣孔、疏松等缺陷，還允許進(jìn)行熱處理。
華中科技大學(xué)的羅吉榮先生對鎂合金半固態(tài)流變壓鑄成形機(jī)進(jìn)行了研究，研制出了半固態(tài)流變壓鑄成形機(jī)，并對該機(jī)的流變成形性進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該成形機(jī)具有熔化、保溫輸送、半固態(tài)漿料制備與冷室壓鑄機(jī)于一體的優(yōu)點(diǎn)，工藝性穩(wěn)定、成本低、操作簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)溫度控制精確，對鎂合金的剪切速率可高達(dá)2000~20000S-1，固相率可在5%~50%范圍內(nèi)調(diào)整等特點(diǎn)。華中科技大學(xué)的吳樹森先生利用該半固態(tài)流變壓鑄成形機(jī)對Z91D合金進(jìn)行了系統(tǒng)的成形性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鎂液澆注溫度、筒體溫度、螺桿轉(zhuǎn)速等影響成形后的合金組織，適宜的成形工藝參數(shù)為：鎂液溫度610~620°C，筒體溫度575~590°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180~300r/min；半固態(tài)成形后的AZ91D合金，抗拉強(qiáng)度為185MPa，延伸率為4.6%，較壓鑄合金有了顯著的提高。
此外，日本制鋼所的李博文先生，對觸變成形加工原理、生產(chǎn)率以及制件的性能等進(jìn)行了分析，論述了鎂合金觸變成形技術(shù)的優(yōu)勢，并系統(tǒng)地介紹了日本制鋼所觸變成形新技術(shù)及其應(yīng)用。日本制鋼所觸變成形機(jī)新技術(shù)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：可以使飛邊等廢料不需重熔即可使用；將熱熔道系統(tǒng)用于觸變成形機(jī)上，可以做到無熔渣和廢水，減少廢料和用料成本；利用粉體脫模劑，改善操作環(huán)境，提高模具壽命；利用觸變成形與鍛造相結(jié)合的方法，制造厚壁鑄件，可簡化鍛造工藝，從而制造出形狀復(fù)雜的零件，這種方法稱之為鑄造鍛造法。
鎂合金表面防腐處理是開發(fā)鎂合金零件的重要相關(guān)技術(shù)之一，決定著鎂壓鑄件的實(shí)際應(yīng)用，也是世界各國十分關(guān)注的研究內(nèi)容。日本美麗龍化學(xué)工業(yè)股份有限公司的若原辛藏先生介紹了鎂合金的非鉻酸鹽處理體系。該項(xiàng)處理技術(shù)是1997年申請的專利，已被7家日本公司、7家中國臺灣公司和1家中國大陸公司使用，收到了良好的效果。本次國際壓鑄會議若原辛藏先生介紹了該項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)經(jīng)過，并以筆記本電腦框體為例介紹了處理流程、管理方法和廢水處理等。
日本Otsuka化學(xué)株式會社在會上也介紹了該公司用于鎂合金表面處理的清洗防銹劑—洗亞丹（SHADAN）。該化學(xué)處理藥劑主要特點(diǎn)是不含鉻、氟等重金屬元素，對環(huán)境不構(gòu)成污染，操作安全；采用的有機(jī)防銹劑，易在高溫下分解，不污染回爐時(shí)的合金，且處理工序簡單；處理后鎂合金表面薄膜為蟄合物，具有優(yōu)良的噴涂附著性和持久的耐腐蝕性；表面膜是納米數(shù)量級的薄膜，電阻低，EMI性能好。這項(xiàng)鎂合金表面處理技術(shù)也得到了應(yīng)用。目前，在日本建立了3條生產(chǎn)線，中國4條、韓國1條，還有3條生產(chǎn)線正在建設(shè)中。上述表面處理技術(shù)，包括其他正在應(yīng)用的鎂合金表面處理技術(shù)對鎂合金鑄件的實(shí)際應(yīng)用起到了至關(guān)重要的作用。
鎂合金耐熱性差是限制其應(yīng)用的主要問題之一，提高耐熱性可以擴(kuò)大應(yīng)用范圍。為此，世界各國開展了大量的研究工作。目前，提高鎂合金耐熱性最基本的做法是向合金中添加稀土元素。沈陽工業(yè)大學(xué)的劉正先生，開展了向壓鑄AM50合金中添加釹元素來改善合金耐熱性的研究工作，其中釹的加入量為0.471%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）。研究結(jié)果表明，釹加入后，合金從室溫到200°C時(shí)的力學(xué)性能均得到了改善，極限抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率均得到了提高，斷口也呈混合斷裂的特征；力學(xué)性能最佳改善出現(xiàn)在100°C；經(jīng)對合金微觀組織分析發(fā)現(xiàn)，釹元素加入后，合金中形成了金屬間化合物Mg9Nd，并彌散分布于合金基體上，對晶界的滑移起到了抑制作用，從而產(chǎn)生了強(qiáng)化效果，使合金的高溫強(qiáng)度得到提高。
許多鎂合金壓鑄件使用時(shí)將承受一定的摩擦和磨損，而其磨損行為的研究工作至今卻開展得相對較少。吉林大學(xué)的楊曉紅女士開展了稀土鎂合金磨損行為的研究工作，重點(diǎn)研究了AZ91D合金中加入不同量稀土元素后，對合金的摩擦系數(shù)、磨損失重及摩擦表面形貌的影響，從而確定了稀土鎂合金的磨損失效形式。研究結(jié)果顯示，在干摩擦的條件下，隨著稀土元素加入量從0.2%增加到1.0%，合金的摩擦系數(shù)和磨損失重均依次減小，有效地延緩了從輕磨損到嚴(yán)重磨損的過渡。稀土元素提高鎂合金磨損性能的原因主要是：稀土加入后，合金得到了強(qiáng)化，提高了綜合性能，并提高了磨損表面氧化膜的穩(wěn)定性，從而使合金的耐磨性能得到提高。
此外，沈陽工業(yè)大學(xué)的李峰先生，對擠壓AZ61鎂合金板熱處理工藝和力學(xué)性能進(jìn)行了研究。這項(xiàng)研究的目的是提高這種用于制造散熱片的鎂合金力學(xué)性能。具體做法是在200°C下對合金進(jìn)行不同時(shí)間的失效處理。研究結(jié)果表明，合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度總體上是隨失效時(shí)間的延長而提高，延伸率則下降；與鑄態(tài)相比，屈服強(qiáng)度提高幅度較大，縱向提高幅度優(yōu)于橫向。組織分析表明，合金的晶粒并未出現(xiàn)拉長現(xiàn)象，說明在擠壓過程中已發(fā)生了再結(jié)晶，產(chǎn)生各向異性的原因可能是擠壓過程中形成的變形織構(gòu)所至。這項(xiàng)研究為利用熱處理改善變形鎂合金力學(xué)性能提供了一定的借鑒。
擠壓和半固態(tài)加工技術(shù)是提高鎂合金制件性能的有效途徑，這類技術(shù)的應(yīng)用是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。在本次國際壓鑄會議宣讀的有關(guān)鎂合金壓鑄方面的學(xué)術(shù)論文中，采用擠壓或半固態(tài)成形技術(shù)的占有相當(dāng)大的比例，體現(xiàn)了研究者的重視程度。
沈陽工業(yè)大學(xué)的袁曉光先生，針對半固態(tài)和擠壓用鎂合金錠的制備問題開展了研究工作，系統(tǒng)地研究了電磁攪拌對合金組織的影響。結(jié)果表明，施加不同的勵(lì)磁電壓對合金熔體進(jìn)行攪拌，獲得的合金的組織明顯不同。隨著勵(lì)磁電壓的提高，合金中的初生a-Mg相越趨于球化，且尺寸越細(xì)??；但是，當(dāng)勵(lì)磁電壓達(dá)到一定值后，這種趨勢也減弱。同時(shí)，攪拌也使合金中的b-Mg17Al12相和共晶組織分布更均勻。研究還發(fā)現(xiàn)，攪拌可以降低Zn元素在b-Mg17Al12相的偏聚程度，使其較均勻分布于合金的基體中，這種效果對提高Zn元素的強(qiáng)化效果和改善合金的耐腐蝕性均十分有利。另外，經(jīng)電磁攪拌后的合金擠壓成形后，組織細(xì)化效果更明顯，強(qiáng)度和延伸率均得到大幅度提高。
北京有色研究總院的張奎先生也對AZ91D鎂合金半固態(tài)加工工藝及應(yīng)用進(jìn)行了研究，研究內(nèi)容為：擠壓坯料二次加熱中的組織演變和半固態(tài)擠壓成形工藝的優(yōu)化。其研究結(jié)果表明，半固態(tài)擠壓過程中，合金組織不發(fā)生再結(jié)晶現(xiàn)象，擠壓后組織二次加熱到420°C時(shí)發(fā)生完全再結(jié)晶，形成細(xì)小的等軸晶；半固態(tài)擠壓成形可避免鑄件中產(chǎn)生皮下氣孔、疏松等缺陷，還允許進(jìn)行熱處理。
華中科技大學(xué)的羅吉榮先生對鎂合金半固態(tài)流變壓鑄成形機(jī)進(jìn)行了研究，研制出了半固態(tài)流變壓鑄成形機(jī)，并對該機(jī)的流變成形性進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該成形機(jī)具有熔化、保溫輸送、半固態(tài)漿料制備與冷室壓鑄機(jī)于一體的優(yōu)點(diǎn)，工藝性穩(wěn)定、成本低、操作簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)溫度控制精確，對鎂合金的剪切速率可高達(dá)2000~20000S-1，固相率可在5%~50%范圍內(nèi)調(diào)整等特點(diǎn)。華中科技大學(xué)的吳樹森先生利用該半固態(tài)流變壓鑄成形機(jī)對Z91D合金進(jìn)行了系統(tǒng)的成形性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鎂液澆注溫度、筒體溫度、螺桿轉(zhuǎn)速等影響成形后的合金組織，適宜的成形工藝參數(shù)為：鎂液溫度610~620°C，筒體溫度575~590°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180~300r/min；半固態(tài)成形后的AZ91D合金，抗拉強(qiáng)度為185MPa，延伸率為4.6%，較壓鑄合金有了顯著的提高。
此外，日本制鋼所的李博文先生，對觸變成形加工原理、生產(chǎn)率以及制件的性能等進(jìn)行了分析，論述了鎂合金觸變成形技術(shù)的優(yōu)勢，并系統(tǒng)地介紹了日本制鋼所觸變成形新技術(shù)及其應(yīng)用。日本制鋼所觸變成形機(jī)新技術(shù)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：可以使飛邊等廢料不需重熔即可使用；將熱熔道系統(tǒng)用于觸變成形機(jī)上，可以做到無熔渣和廢水，減少廢料和用料成本；利用粉體脫模劑，改善操作環(huán)境，提高模具壽命；利用觸變成形與鍛造相結(jié)合的方法，制造厚壁鑄件，可簡化鍛造工藝，從而制造出形狀復(fù)雜的零件，這種方法稱之為鑄造鍛造法。
鎂合金表面防腐處理是開發(fā)鎂合金零件的重要相關(guān)技術(shù)之一，決定著鎂壓鑄件的實(shí)際應(yīng)用，也是世界各國十分關(guān)注的研究內(nèi)容。日本美麗龍化學(xué)工業(yè)股份有限公司的若原辛藏先生介紹了鎂合金的非鉻酸鹽處理體系。該項(xiàng)處理技術(shù)是1997年申請的專利，已被7家日本公司、7家中國臺灣公司和1家中國大陸公司使用，收到了良好的效果。本次國際壓鑄會議若原辛藏先生介紹了該項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)經(jīng)過，并以筆記本電腦框體為例介紹了處理流程、管理方法和廢水處理等。
日本Otsuka化學(xué)株式會社在會上也介紹了該公司用于鎂合金表面處理的清洗防銹劑—洗亞丹（SHADAN）。該化學(xué)處理藥劑主要特點(diǎn)是不含鉻、氟等重金屬元素，對環(huán)境不構(gòu)成污染，操作安全；采用的有機(jī)防銹劑，易在高溫下分解，不污染回爐時(shí)的合金，且處理工序簡單；處理后鎂合金表面薄膜為蟄合物，具有優(yōu)良的噴涂附著性和持久的耐腐蝕性；表面膜是納米數(shù)量級的薄膜，電阻低，EMI性能好。這項(xiàng)鎂合金表面處理技術(shù)也得到了應(yīng)用。目前，在日本建立了3條生產(chǎn)線，中國4條、韓國1條，還有3條生產(chǎn)線正在建設(shè)中。上述表面處理技術(shù)，包括其他正在應(yīng)用的鎂合金表面處理技術(shù)對鎂合金鑄件的實(shí)際應(yīng)用起到了至關(guān)重要的作用。
