鎂合金絲成形工藝的研究

在金屬結構材料中鎂合金絲的密度是的，常見的鎂合金絲密度為1.3-1.9g/cm立方米，僅為 僅為鋁的２／ ３， 鋼的１／ ４ 。與其他金屬材料及工程塑料相比， 鎂合金具有高比強度和比剛度、高的尺寸穩定性、 高的熱導率以及優良的阻尼減震性能、 電磁屏蔽性能和機械加工性能， 這使鎂合金絲產品在航空航天、 汽車、 電子等領域具有廣闊的應用前景和巨大的應用潛力。

目前，鎂合金的產品大多數是采用壓鑄工藝來生產， 但鎂合金壓鑄件存在氣孔和縮孔縮松嚴重、 力學性能偏低等缺陷，不能充分發揮鎂合金的性能優勢。研究和實踐表明，塑性變形能改善鎂合金的組織和力學性能，大大提高鎂合金的強度和塑性，同時，很多領域的重要結構材料需要用的板材、 棒材、 管材和型材等只能用塑性成形工藝來制取，因此，變形鎂合金產品及其成形工藝的研究越來越受到重視 。

高強高韌的變形鎂合金絲可作為焊接材料、 新型生物醫用材料、 航空航天零部件等， 具有很好的市場應用前景。近年來， 越來越多的國內外科研工作者對變形鎂合金絲的塑性成形工藝進行了探索， 但由于鎂合金屬于密排六方結構金屬， 在常溫下很難進行塑性成形， 因此目前對于變形鎂合金絲還沒有成熟的成形工藝方法。本文詳細介紹了鎂合金塑性成形工藝的理論基礎， 在此基礎上介紹了近年來在變形鎂合金絲塑性成形工藝方面的研究成果及其應用前景。

鎂合金絲的塑性成形工藝性能：

在常溫下， 金屬塑性變形的主要方式有滑移和孿生兩種， 其中滑移是重要也是基本的變形方式。晶體中滑移系的多少在很大程度上反映金屬的塑性， 滑移系越多， 金屬·５ ３ １· 變形鎂合金絲成形工藝的研究現狀與展望／金文中等發生滑移的可能性越大， 塑性越好。據 Ｖ ｏ ｎ－ Ｍ ｉ ｓ ｅ ｓ準則， 通常認為有５個獨立的滑移系才能滿足多晶材料協調各晶粒之間的任意變形。

鎂合金 屬于 密排六方晶 體 結 構， 在室 溫下 只 有 基 面（０ ０ ０ １ ） 上的３個滑移系， 因此鎂合金的室溫塑性較差， 其塑性變形依賴于滑移和孿生的協調動作， 并終受制于孿生，滑移和孿生的協調動作是鎂合金室溫塑性變形的一個重要的微觀特征。升高變形溫度， 鎂合金變形的微觀機制將發生變化， 當將變形溫度升高到２ ２ ５ ℃以上時， 鎂合金晶體中的附加滑移面｛１ ０ １ １ ｝ 開始起作用， 此時滑移系的數量增多， 滿足５個獨立滑移系的要求， 鎂合金呈現明顯的脆 － 延性轉變，孿生變得不重要了， 滑移成為主要的變形方式， 使鎂合金具有較好的塑性變形能力 。由此可見， 鎂合金的塑性變形能力受形變溫度的影響很大。

鎂合金的塑性變形能力還受載荷形式（ 拉伸或壓縮） 的影響很大。鎂的晶格常數比 ｃ ／ ａ ＝１． ６ ２ ３ ５ （ 小于１． ７ ３ ２ ） ， 在鎂合金多晶試樣的拉伸試驗中， 孿生不能用來激活新的滑移系， 因此鎂合金在拉伸時的塑性較差， 一般小于１ ０％ 。但在某些具有壓縮分量的成形操作中， 例如軋制和擠壓， 由于孿生與滑移的相互協調， 使得鎂合金表現出良好的塑性變形能力。因此目前變形鎂合金主要是在 ３ ０ ０～５ ０ ０℃ 范圍內通過擠壓、 軋制、 沖壓和鍛造等壓力加工的方法進行生產。

鎂合金的塑性變形能力不僅與載荷形式和形變溫度有關， 還與其晶粒尺寸有關。一般情況下， 晶粒尺寸越細小， 鎂合金的塑性越好。晶粒細化到一定程度可以保證多晶鎂合金具備充分的延性轉變能力， 甚能實現超塑性。如對晶粒尺寸約為 ５ μ ｍ 的 Ａ Ｚ ３ １ 鎂合金擠壓棒材進行拉伸試驗，在溫度為 ５ ９ ８Ｋ 和應變速率為 １ ０－４ｓ－１ 時樣品顯示出明顯的超塑性， 伸長率達到 ６ ０ ８％ 。因此通過鎂合金晶粒細化，可以 調 整 材 料 的 組 織 和 性 能， 獲 得 變 形 性 能 優 良 的 材料。