镁及镁合金具有密度小、比强度和比高度高、导电性和导热性好、电磁屏蔽能力和减震能力强、机加工性能好以及易回收等一系列的性能,被认为是“21世纪具有发展前途的绿色金属材料。长期以来,镁及镁合金被广泛地应用于航空航天、电子、电器、汽车等领域,能够有效地减轻结构件的重量,节约能源和减轻环境污染。
特别是变形镁合金板材不仅具有的综合性能,而且还可以通过冲压等二次成形方法来制备各种形式的产品,表现出极其广阔的应用前景但由于纯镁及大部分镁合金都具有密排六方晶体结构,并且其轴比(c/a)值接近理想的密堆值,合金的晶格对称性低,普通条件下可以启动的滑移系较少。因此,采用常规轧制技术生产镁合金板材时,存在轧制工艺流程长、成品率低和生产成本高等问题,并且板材在轧制过程中还容易形成强烈的(0002)基面织构,大部分晶粒的(0002)基面都与轧板表面平行。具有该种织构的镁合金板材在二次加工时,由于基面处于硬取向,基面滑移和拉伸孪生都难以启动而容易开裂。为了解决上述问题,一方面需结合高温轧制、特殊轧制或晶粒细化的方法,并且还要对轧制温度、轧制道次、变形量等工艺参数进行优化来减弱基面织构的程度。目前,国内外有关镁合金加工成形工艺的研究仍然很缺乏,已有的研究也主要集中在AZ和AM系等镁合金,这将影响变形镁合金的拓展与应用。因此,对镁合金板材轧制成形工艺的系统研究成为一个非常重要的研究方向。
镁合金轧制板材应用领域:
1. 航空航天及领域:卫星和登月飞船底座、导弹和火箭的仪表舱壁板、导弹和飞机的尾翼、战斗机副油箱及衬板、海水电池电极片以及其他结构零部件。目前用于航空航天、领域的镁合金板材年消费量约为500t,以镁合金中厚板材为主,厚度一般在4~80mm。
2. 交通运输领域:列车减震地板、蜂窝面板及芯板、座椅骨架、卧铺骨架、车厢壁板、内衬板、物品架、客车行李箱板;汽车前后盖板、汽车门及门夹层板、变速器及离合器盖板、集装箱用板;以及儿童车、摩托车、自行车的相关零部件;镁合金板材在交通运输领域规模化应用前景非常广阔。
3. 3C及家电领域:笔记本电脑、移动硬盘、手机、数码相机、摄像机、电视机、冰箱、音响等电子电器产品的外壳;以及蓄电池、音响音膜、光学眼镜连接、干电池外壳等方面。该领域主要以镁合金薄板为主,其厚度范围一般在0.3~1.5mm,表面质量及冲压性能要求较高。
4. 其他领域:镁合金板材在其他领域主要用于制作泥瓦工工具板、建筑模板、地坪花纹板、运动器材、医疗器械、手动及电动工具等。如印刷行业基板原以铜板、锌板为主,目前已开始大量使用蚀刻及雕刻镁板。以上领域使用镁合金板材多为中板和薄板,厚度范围一般在2~15 mm。纺织机械用针板、振动平台用板、牺牲阳极板目前开始规模化使用镁合金中厚板材,市场需求量稳步提升,以上领域使用的镁合金板材厚度大都在10 mm以上。