新竹县生产镁丝镁条

日本熊本大学镁国际研究中心与东邦金属公司和福田金属箔粉工业公司共同制造出了直径仅30微米（0.03毫米）的超细镁合金金属丝，大幅更新了镁合金金属丝直径的细世界记录。 而且，此次制造的超细金属丝还打破了以往的常识，大幅更新了超细镁合金金属丝的机械强度记录，具备令人吃惊的788MPa机械强度（屈服强度）。 镁在实用金属中为重量轻的金属。 与其他金属相比，镁用于人体时的安全性比较高，而且具备终能在体内分解吸收的特性，因此作为体内植入型医疗器械用材料得到了全世界的广泛关注。 实际的体内植入型医疗器械需要使用直径30微米的镁合金金属丝，但凭借以前的技术，50微米已达到极限。

熔模铸造是目前国际上较为的铸造技术之一。熔模铸造从原理上讲适合于制备小体积高精密的铸件。目前它已用于生产铝合金甚至镍基超合金。在镁合金铸件的发展历程中，有些工件结构复杂，一些部位壁厚非常薄，并且对表面粗糙度和尺寸公差要求严格，则可以采用熔模铸造来生产。

　　采用熔模铸造法生产铸件时具有不需取模、无型芯和无分型面等特点，因而其铸件的尺寸精度和表面粗糙度接近于熔模精铸件。此外，熔模铸造为铸件结构设计提供了充分的自由度，原来多个零件组装的构件，可以通过分片制型后粘合成一体实现整体浇注，因此可以经济地生产许多复杂零件。但是，熔模铸造的设备投入和单位铸造成本高，工件尺寸有限。此外，镁与熔模铸型材料和粘结材料用氧化物陶瓷之间存在高活性反应，从而大大地限制了其应用。生产镁合金薄壁件时需要预热铸型以便填充薄壁部位，然而预热温度和浇注温度过高将促进镁合金与铸型间的反应。有研究表明采用低的铸型预热温度时，ZrO2是一种很有前景的铸型材料。

镁合金的凝固和化学性能方面的特点，使得镁合金在消失模铸造中产生了很多问题，特别是浇不足和氧化燃烧。由于镁合金低的密度和比热容，气化泡沫模样所需要的热量来自高温液态镁合金的潜热从而阻碍了充型，而且镁合金的结晶温度范围宽，因此消失模充型时金属液的压头作用小，极易过早停止流动，产生浇不足缺陷。镁合金的化学反应可能通过使用在镁合金砂型铸造工业中应用的阻燃剂和辅助使用高孑L隙率的模样涂料进行控制，还可以采用可控气氛进行防止浇注时的氧化燃烧。另外，高密度的泡沫模样吸收更多的热量，产生更多的液态和气态产物，降低了镁合金的充型性。但泡沫模样在浇注过程中产生的还原性气氛降低甚至阻止镁合金的氧化燃烧，了镁合金在加工成型过程中的安全性，也有利于镁合金熔体的洁净。

目前镁合金的塑性成形过程主要为锻造和挤压，少量为轧制成形，且均需采用热加工方式。因此，变形温度是重要参数，同时变形速率和应力状态也是重要的考虑因素。

1)锻压成形：镁合金锻造性能取决于3个因素：合金的凝固温度、变形速率及晶粒大小。为了良好的加工性能采用具有可锻性的AZ和ZK系镁合金坯料或坯棒。这两系合金可通过添加晶粒细化剂和合金元素得到满意的晶粒尺寸。但铸造组织的晶粒度一般不符合锻造要求，须先将铸锭加以挤压，得到锻造所需晶粒尺寸，再以高变速率锻造成形。镁合金在其固相线温度以下55℃范围内进行锻造，锻造温度过低可能形成裂纹。液压机和低速机械压力机是其模锻的常用设备。

2)挤压成形：镁合金可以挤压成各种管材、棒材和型材。包括带凹角和暗槽的型材，大直径和变截面厚度的薄壁管等难加工的产品。挤压材料也是AZ和ZK系镁合金，温度一般控制在300℃—460℃之间，具体温度的选择还和特定的合号和挤压形状有关。因为镁在变形过程中会产生大量热，所以挤压过程中充分冷却，否则合金温度可能超过固相线温度而导致开裂。
半固态成形技术，是在金属凝固过程中，将结晶过程控制在固—液两相共存温度，并通过剧烈搅拌破碎枝晶组织，从而获得一种金属母液中悬浮一定固相成分的固—液?昆合浆料，再采用压铸、模锻等成形加工工艺进行的金属成形技术。半固态加工，是一种新型、的工艺方法，与传统液态铸造成形相比，具有成形温度低(镁合金可降低100℃左右)，延长模具的寿命，改善生产条件和环境，细化晶粒，减少气孔、缩孔，提高组织致密性，提高铸件质量等优点，被认为是21世纪具有发展前景的精密成形技术之一。根据工艺流程的不同，半固态成形通常分为流变铸造(Rheocasting)和触变铸造(Thixocasting)两类：流变铸造是对冷却过程中的金属液进行搅动，将形成的固相枝晶破碎，形成一定固相分数的半固态金属浆料，然后将浆料注入压铸机或挤压机内成形(俗称“一步法”);而触变铸造是先由连铸等方法制得具有半固态金属组织的锭坯，然后切成所需长度，用二次加热装置再加热到半固态状态，后移送至压铸机等再压铸或挤压成形(俗称“两步法”)。
半固态成形过程一般包括非枝晶组织的制备、二次加热和半固态成形3个步骤。制备非枝晶组织的坯料是半固态成形的前提，机械搅拌法是早采用的方法，其设备构造简单，但工艺参数不易控制，很难产品质量的一致性。目前工业化生产中，应用为广泛的方法有：电磁搅拌法、应变诱发熔化激活法(SIMA)和半固态等温热处理法(SSIT)以及化学晶粒细化法等。

3.1电磁搅拌法

　　利用电磁感应在凝固的金属液中产生感应电流，感应电流在外加磁场的作用下促使金属固液浆料激烈地搅动，使传统的枝晶组织转变为非枝晶组织。一般用于生产直径不大于150mm的棒坯。该方法在很大程度上克服了机械搅拌的缺点，可实现连铸，生产，是目前工业化生产中应用为广泛的一种方法。

3.2应变诱发熔化激活法(SIMA)

　　预先连续铸造出晶粒细小的合金锭，再将合金铸锭进行足够的预变形，然后加热到半固态。在加热过程中，先发生预变形，然后部分熔化，使初生相转变成颗粒状，形成半固态合金材料。此方法对制备较高熔点的非枝晶组织合金具有特的性，但只能制备直径小于60mm的坯料。

3.3半固态等温热处理法

　　在合金熔融状态时加人变质元素，进行常规铸造，然后把锭坯重新加热到固液两相区进行保温处理(半固态等温热处理)，终获得具有触变性的非枝晶组织。主要工艺参数有添量元素的种类、加入量、半固态等温温度和保温时间等。

3.4化学晶粒细化法

　　是近几年开发的新方法。通过添加晶粒细化剂或变质剂，增加外来晶粒数量或改变结晶方式来细化晶粒组织，使生产的锭坯适合于半固态铸造。据报道，挪威NorskHydro公司已经通过化学晶粒细化法与特殊的凝固条件结合制备了镁合金AZ91的细晶粒铸锭。

　　半固态触变成形之前，先要进行局部重熔(二次加热)。应根据加工零件大小分割具有非枝晶组织的坯料，然后将其加热到半固态温度后再进行成形加工。其目的一是为了获得不同工艺所需的固相体积分数，二是将有些工艺(电磁搅拌，化学晶粒细化法等)获得的细小枝晶碎片逐渐长大，并转化成球状结构，从而为触变成形创造有利条件。