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鎂合金到底好在哪?

  多年來,鎂合金的應用曾受到三種疑慮的影響:其一為成本高(原料貴及回收再利用費貴);其二為易腐蝕;其三為高易燃易爆性。
  事實上,熔化鎂所消耗的能量雖大于熔化鋅,但卻小于熔化鋁。而當今的無助劑熔鎂技術和添加硫氟化物(SF6)技術,已能控制使熔化鎂時的耗損減至最低。同時鎂合金的良好切削性能和可控制的極小壓鑄誤差,以及很高的壓鑄生產率,都使得鎂的應用成本大為下降。
  鎂合金制件的腐蝕問題,已借助添加墊片等簡易技術及新型表面處理技術得以解決。 鎂的易燃問題亦已通過各種措施得到解決,實際上,鎂鑄件并不像鎂粉那樣存在易燃問題,對于熔融狀態的鎂合金件或在高速切削時的高燃燃性也早已有了相應措施。
  因此,上述疑慮在當今技術條件下不必過度擔心,而鎂合金的下列獨特優點卻使這顆材料領域的新星更加熣燦。 
鎂合金對比其他合金的優勢
  大眾車友接觸得最多的自行車材料就是鋁合金。
  而現實是,我國鋁資源礦石總儲量只占世界的2.96%,位居世界第九,每年均需大量進口。
  據估算,照目前的發展速度,大概在十年以內,國內鋁礦石資源就會枯竭。那么在鋁資源枯竭的情況下我們要找哪種材料來替代?鎂是地球上儲量最豐富的輕金屬元素之一,而我國是世界上鎂資源最為豐富的國家之一,鎂資源礦石總儲量占世界的21.7%,居世界第一,也是鎂資源出口的第一大國。
  鎂的密度僅為1.74g/cm3,約為鋁的2/3、鈦的2/5、鐵的1/4。鎂合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金,鎂合金比鋁合金輕36%、比鋅合金輕73%、比鋼輕77%[1]。鎂合金的延伸率和沖擊抗力則明顯好于壓鑄鋁合金。
  在這里特別解釋一下彈性模量,它是衡量物體抵抗彈性變形能力大小的尺度。在一定載荷作用下的物體,彈性模量越低,彈性模量變形相對越大,剛度越小,材料易發生變形柔性越好;彈性模量越高,材料發生彈性模量變形相對越小,剛度大,材料不易變形,脆性越強。
鎂合金具有極高的壓鑄生產率。
  由此可知:壓鑄鎂合金與壓鑄鋁合金和壓鑄鋅合金一樣,具有良好的流動性;其結晶潛熱和熱導率低于A380,凝固區間比A380大。因此,壓鑄鎂合金具有良好的充型能力,充型后凝固速度較快,對壓鑄型的熱沖擊較小,可用于壓鑄薄壁件而不會出現熱裂和欠鑄等缺陷,并減輕壓鑄型的熱疲勞現象,延長壓鑄型的使用壽命,縮短壓鑄件的留型時間,壓鑄生產速率比鋁合金快約75%。
  除了上述特點,鎂合金的優勢還體現在散熱好和耐有機物和堿的腐蝕性能好,與純鎂的易燃、自爆、不穩定、活性強的特性完全不同。
鎂合金對比碳纖材料的優勢
  現在在自行車材料領域,除了討論合金,就是討論碳纖維,大家都知道同樣的重量下碳纖維的強度要比普通的金屬高出許多,但相對高昂的價格為其制造了一定的門檻。
  據自行車制造業內人士介紹,碳纖維,畢竟工藝中的手工成分多,不如鎂合金那么適合大批量生產,因此它需要花費的成本就比較大,時間就比較長,對工藝的要求也比較高。這些因素直接影響成品的價格,也就讓最終端的消費者要花更多的錢。
  另一方面,環保是當今各行各業重視的話題,而碳纖維對環境的破壞是可觀的。2010年時豐田汽車發布的一項研究表明,碳纖維的原材料處理階段,會產生大量的廢氣污水,而加工過程要排放更多的二氧化碳,同時其生產過程有可能導致工人的各種呼吸道疾病和皮膚病。碳纖維產品被丟棄后,將在土壤和水里存在非常久的時間,降解難度非常大,進一步對地球造成污染。所以,碳纖維是否是合適的綠色材料,還是個未知數。
  而鎂合金是二十一世紀新興的環保材料,國外也把鎂合金劃為環保產業。其對環境無污染、可回收再利用的性能讓人相當滿意。
國家扶持的政策優勢
  在目前的十三五規劃里面,國家把鎂合金列為非常重要的材料,因此對這方面的引導和扶持力度非常大。比如對河南和山西這種鎂資源儲量大的地方,國家的補助非?犊。實際上除了原材料的開采,還有在加工方面,只要是跟鎂合金有關系的,國家都會給予很大程度的幫扶,資金動輒百萬千萬。
  “以輕質、高強、大規格、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞為發展方向,發展高性能鎂合金,重點滿足大飛機、高速鐵路等交通運輸裝備需求,加快鎂合金制備及深加工技術開發,開展鎂合金在汽車零部件、軌道列車等領域的應用示范!闭浴缎虏牧袭a業“十三五”發展規劃》。

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