鎂有很好的加工性能，也就是說(shuō)有很好的鑄造性能。和其它材料比，它的制造成本很低，值得重視的是，盡管每公斤鎂錠的價(jià)格要比鋁和鐵貴一些，但它單位體積的成品價(jià)格幾乎是一樣的。

鎂的物理化學(xué)特性使其比鋁更適合壓鑄大型部件。鎂單位體積的熔化潛熱只有鋁的2/3，比熱只有鋁的3/4，并且有非常低的溶鐵性。這些特性使鎂壓鑄件達(dá)到和鋁幾乎相同的生產(chǎn)成本/每公斤。如果再應(yīng)用生產(chǎn)效率很高的 HOT RUNNER 技術(shù)(例如 THIXOMAT的最新成果)，鎂壓鑄部件的生產(chǎn)成本比鋁還要低很多。

1、鎂加工性能的優(yōu)點(diǎn)

(1)溶化成本只有鋁的2/3

(2)壓鑄生產(chǎn)效率比鋁高25%，金屬模鑄造比鋁高300—500K，消失模鑄造比鋁高200%

(3)鎂鑄件的表面質(zhì)量和外觀明顯比鋁好(因?yàn)槟＞叩臒彷d荷減小，可降低檢查頻率)

(4)模具壽命是鋁的2倍(或更多，根據(jù)模腔形狀)

(5)鎂脫棋斜角可很小(可取消隨后的機(jī)加工)，而且表面成形好(因?yàn)殒V的粘度低

2、鎂加工性能的缺點(diǎn)

當(dāng)然和其它材料比，鎂加工也具有一些增加成本的特性，論述如下，鎂加工性能的缺點(diǎn)

(1)和鋁金屬模鑄造相比，鎂壓鑄生產(chǎn)有較高的殘余廢料率(和鋁壓鑄廢料產(chǎn)出率相比)

(2)鎂壓鑄或THIXOMOLD的生產(chǎn)設(shè)備投資很高。和鋁重力/低壓/硝模等工藝比，鎂壓鑄機(jī)很貴(因?yàn)樾枰^高的鎖模力和充型射料速度)，當(dāng)然它的生產(chǎn)率也是前者的4倍

(3)鎂壓鑄需要較高的試模成本和較長(zhǎng)的試制時(shí)間，而鋼制部件(制造采用簡(jiǎn)單的焊接技術(shù)按圖加工)或塑料部件(可采用低成本原型工裝)則簡(jiǎn)單得多

(4)和鋁低壓或金屬模鑄造比，鎂壓鑄需要較高的模具成本。因?yàn)閴鸿T模大并復(fù)雜，還要承受高鎖模力(當(dāng)然高生產(chǎn)率也可降低單件產(chǎn)品的成本)

(5)鎂壓鑄和鋁壓鑄相比，其燒損率要高50K，也就是4%比2%(因?yàn)殒V的較高的表面活性)

(6)鎂壓鑄屑片的回收成本.比鋁高，干燥的鎂屑片不容易回收，潮濕的就更不容易了，必須非常小心，防止著火

3、鎂合金與幾種材料的性能比較

性能參數(shù) 比重g/cm3 抗拉強(qiáng)度Mpa 比強(qiáng)度 屈服強(qiáng)度Mpa 延伸率% 彈性模量Gpa 比剛度 導(dǎo)熱系數(shù)w/mk 減震系數(shù)

AZ91D 1.81 250 138 160 7 45 25.86 54 50

A380 2.70 315 116 160 3 71 25.9 100 5

碳鋼 7.86 517 80 400 22 200 24.3 42 15

ABS 1.03 96 93 　 60 　 　 0.9

4、鎂的應(yīng)用領(lǐng)域

無(wú)論是在國(guó)內(nèi)還是在國(guó)外，鎂的應(yīng)用主要集中在鋁合金生產(chǎn)、壓鑄生產(chǎn)、煉鋼脫硫三大領(lǐng)域，還用在稀土合金、金屬還原及其他領(lǐng)域。

由于鎂的密度小，比強(qiáng)度高，并能與鋁、銅、鋅等金屬構(gòu)成高強(qiáng)度合金，因此，鎂是重要的合金元素。世界上鎂的最大消費(fèi)領(lǐng)域是作鋁合金添加元素。2002年世界主要地區(qū)原鎂消費(fèi)中，共用了14.56萬(wàn)噸鎂生產(chǎn)鋁合金，占原鎂消費(fèi)總量的40%;我國(guó)2003年共用2.1萬(wàn)噸鎂作為鋁合金添加元素，占消費(fèi)總量的41%。一般來(lái)說(shuō)，鎂與原鋁的消費(fèi)比率約為0.4%。

2002年世界主要地區(qū)原鎂消費(fèi)中，壓鑄占35%。在鎂壓鑄生產(chǎn)行業(yè)中，北美、拉美、西歐用量最多，因?yàn)槠?chē)制造業(yè)促進(jìn)了市場(chǎng)對(duì)鎂需求量的增長(zhǎng)。有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，在過(guò)去10年里，鎂合金壓鑄件在汽車(chē)上的使用量上升了15%左右，而且這種發(fā)展趨勢(shì)還會(huì)繼續(xù)。

歐美、俄羅斯等地區(qū)和國(guó)家的不少鋼廠都采用鎂脫硫。2002年世界主要地區(qū)原鎂消費(fèi)中，5.73萬(wàn)噸用于煉鋼脫硫，占總量的15.70%。我國(guó)2003年鋼鐵脫硫用鎂8000噸，占總消費(fèi)量的15.62%。使用鎂粒的脫硫效果比碳化鈣好，雖然鎂的價(jià)格比碳化鈣高，但其用量?jī)H為碳化鈣的1/6—1/7，鎂脫硫總費(fèi)用較碳化鈣經(jīng)濟(jì)。一般來(lái)說(shuō)，噸鋼消耗鎂粒0.4—0.5公斤，脫硫后含硫量0.001—0.005%。

使用鎂犧牲陽(yáng)極進(jìn)行陰極保護(hù)，是一種有效的防止金屬腐蝕的方法，鎂犧牲陽(yáng)極具有以下特點(diǎn)：防腐性能好、不需外加直流電源、安裝后自動(dòng)運(yùn)行、不需維護(hù)、占地面積少、工程費(fèi)用低、與外界環(huán)境不發(fā)生任何干擾。鎂犧牲陽(yáng)極廣泛用于石油管道、天燃?xì)?、煤氣管道和?chǔ)罐;港口、船舶、海底管線、鉆井平臺(tái);機(jī)場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)、橋梁、發(fā)電廠、市政建設(shè)、水處理廠、石化工廠、冶煉廠、加油站的腐蝕防護(hù)以及熱水器、換熱器、蒸發(fā)器、鍋爐等設(shè)備。

在人體細(xì)胞內(nèi)，鎂是第二重要的陽(yáng)離子，它能激活體內(nèi)多種酶抑制神經(jīng)異常興奮性，維持核酸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，參與體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成、肌肉收縮及體溫調(diào)節(jié)。近代研究證實(shí)，動(dòng)脈硬化、心腦血管病、高血壓、糖尿病、白內(nèi)障、婦女痛經(jīng)、骨質(zhì)疏松、抑郁癥均與缺鎂有關(guān)。鎂在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越受重視。

5、鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域

鎂合金作為目前密度最小的金屬結(jié)構(gòu)材料之一,廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)、軍工領(lǐng)域、交通領(lǐng)域(包括汽車(chē)工業(yè)、飛機(jī)工業(yè)、摩托車(chē)工業(yè)、自行車(chē)工業(yè)等)、3C領(lǐng)域等。

鎂合金的特點(diǎn)可滿(mǎn)足于航空航天等高科技領(lǐng)域?qū)p質(zhì)材料吸噪、減震、防輻射的要求，可大大改善飛行器的氣體動(dòng)力學(xué)性能和明顯減輕結(jié)構(gòu)重量。從20世紀(jì)40年代開(kāi)始，鎂合金首先在航空航天部門(mén)得到了優(yōu)先應(yīng)用。

在國(guó)外，B-36重型轟炸機(jī)每架用4086kg鎂合金簿板;噴氣式殲擊機(jī)“洛克希德F-80”的機(jī)翼用鎂板，使結(jié)構(gòu)零件的數(shù)量從47758個(gè)減少到16050個(gè);“德熱來(lái)奈”飛船的起動(dòng)火箭“大力神”曾使用了600kg的變形鎂合金;“季斯卡維列爾”衛(wèi)星中使用了675kg的變形鎂合金;直徑約1米的“維熱爾”火箭殼體是用鎂合金擠壓管材制造的。

我國(guó)的殲擊機(jī)、轟炸機(jī)、直升機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、民用機(jī)、機(jī)載雷達(dá)、地空導(dǎo)彈、運(yùn)載火箭、人造衛(wèi)星、飛船上均選用了鎂合金構(gòu)件：一個(gè)型號(hào)的飛機(jī)最多選用了300-400項(xiàng)鎂合金構(gòu)件;一個(gè)零件的重量最重近300kg;一個(gè)構(gòu)件的最大尺寸達(dá)2m多。

在軍工方面需要鎂合金板材以提高結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度,減輕裝備重量,提高武器命中率。目前國(guó)內(nèi)需要的板帶材不得不從國(guó)外進(jìn)口。

6、鎂合金在汽車(chē)工業(yè)的應(yīng)用

近二十年來(lái)，世界汽車(chē)產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，年均增長(zhǎng)率為2.5%。汽車(chē)工業(yè)發(fā)展程度是一個(gè)國(guó)家發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志之一，而金屬材料是汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。出于節(jié)能與環(huán)保的要求，汽車(chē)設(shè)計(jì)專(zhuān)家們想方設(shè)法減輕汽車(chē)體重，以達(dá)到減少汽油消耗和廢氣排放量的雙重效果。鎂合金作為最輕的結(jié)構(gòu)材料，能滿(mǎn)足日益嚴(yán)格的節(jié)能的尾氣排放的要求;可生產(chǎn)出重量輕、耗油少、環(huán)保型的新型汽車(chē)。鎂合金汽車(chē)零件的好處可簡(jiǎn)單歸納為：

•密度小，可減輕整車(chē)重量，間接減少燃油消耗量;

•鎂的比強(qiáng)度高于鋁合金和鋼，比剛度接近鋁合金和鋼，能夠承受一定的負(fù)荷;

•鎂具有良好的鑄造性和尺寸穩(wěn)定性，容易加工，廢品率低;

•鎂具有良好的阻尼系數(shù)，減振量大于鋁合金和鑄鐵，用于殼體可降低噪聲，用于座椅、輪圈可以減少振動(dòng)，提高汽車(chē)的安全性和舒適性。

鎂合金在汽車(chē)上用作零部件的歷史約有70年。早在1930年就用于一輛賽車(chē)上的活塞和歐寶汽車(chē)上的油泵箱，之后用量和應(yīng)用部位逐漸增加。六十年代在有的車(chē)種上用量達(dá)到23千克，主要用作閥門(mén)殼、空氣清潔箱、制動(dòng)器、離合器、踏板架等。八十年代初，由于采用新工藝，嚴(yán)格限制了鐵、銅、鎳等雜質(zhì)元素的含量，鎂合金的耐蝕性得到了解決，同時(shí)，成本下降又大大促進(jìn)了鎂合金在汽車(chē)上的應(yīng)用。從九十年代開(kāi)始，歐美、日本、韓國(guó)的汽車(chē)商都逐漸開(kāi)始把鎂合金用于許多汽車(chē)零件上。

鎂合金壓鑄件在汽車(chē)上的應(yīng)用已經(jīng)顯示出長(zhǎng)期的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。在過(guò)去十年里，其年增長(zhǎng)速度超過(guò)15%。在歐洲，已經(jīng)有300種不同的鎂制部件用于組裝汽車(chē)，每輛歐洲生產(chǎn)的汽車(chē)上平均使用2.5kg鎂。樂(lè)觀的估計(jì)認(rèn)為，出于減重的需求，每輛汽車(chē)對(duì)鎂的需求將提高至70—120kg。

目前，汽車(chē)儀表、座位架、方向操縱系統(tǒng)部件、引擎蓋、變速箱、進(jìn)氣歧管、輪轂、發(fā)動(dòng)機(jī)和安全部件上都有鎂合金壓鑄產(chǎn)品的應(yīng)用。