镁合金的应用

姜炳春，唐联耀

摘 要：镁合金具有质量轻、比强度和比刚度高、良好的铸造性能、电磁屏蔽和减震性能等一系列的优异性能，其中轻著称，日益备受人们关注。镁合金应用领域不断扩大，本文主要介绍了镁合金在汽车工业、3C电子工业以及航空航天工业等领域的应用。

关键词：镁合金；应用

镁合金作为一种新型的金属结构材料，具有比强度和比刚度高，阻尼、抗震性能好，电子屏蔽能力强，易加工等一系列优点，成为减重节能和保护环境的首选材料，被誉为新世纪的"绿色工程材料"，在航空航天、交通运载和武器装备的轻量化等方面显示出广泛的应用前景，中国是镁合金储存量、生产及出国的大国，这使得我国对镁合金新材料、新工艺的研发及应用的推广尤其迫切。基于此，本文介绍了镁合金在各个领域的应用。

1 镁合金的特点

镁合金具有一系列的优异性能：密度小、比强度、比刚度高；减震、吸震性能好；热传导性好、成型零件尺寸稳定、易于切削加工；回收再利用率高，同时还是上等的储氢材料。

2 镁合金的应用

（一）镁合金在航天航空的应用

航天航空工业作为一个高科技领域，而该领域中所工作的航天航空产品对其使用的材料提出了4点非常苛刻的性能要求：密度小、刚度大、减震能力强和热导率高。

镁合金自身一系列优点使得其在航天航空领域中得到巨大的发展空间。世界各国将不断的开发研究镁合金在航天航空中的应用。法国的塞德航空公司直升飞机的齿轮箱铸件是由Mg-Zn-Re-Zr镁合金铸成，在镁合金中加少量Ag，使时效强化的稀土镁合金的拉伸性能得到显著提高，如民航机的着落机轮和直升飞机旋转机翼附件等。美国已经在战斗机上应用了镁合金，稳定的提升了战斗机的作战性能。美国还最早将镁合金板材应用于火箭、螺旋桨、导弹尾翼等航天航空重要部位，这些由镁合金制造的部件的综合性能最终替代了传统使用铝合金构造件，且整体性能得到显著提升。我国近年来也将镁合金构件应用于战斗机、直升飞机、军用运输机、民航机、人造卫星、运载火箭等。变形镁合金比铸造镁合金具有更高的强度和延伸性能，比传统的变形铝合金更轻，因此在已在导弹、军用雷达、卫星和航天飞机上大量利用了各种牌号的变形镁合金。

（二）镁合金在汽车工业的应用

二十世纪以来，全球的能源危机和社会环境污染日趋严重，汽车工业作为国民经济支柱产业之一同样面临着节能减排的挑战，节能减排已成为当务之急。汽车的整体重量对其能源消耗有着至关重要的作用，汽车的自身重量与燃料的使用成正比，汽车重量的减轻就能够减少燃料的燃烧及减低废气的排放量，最终实现节能减排的效果。因此镁合金将作为汽车产业的首选新材料。目前镁合金在汽车上的应用零部件主要归纳为2类。（1）壳体类。如门框、座椅架、发动机机罩、车顶板曲轴箱、变速箱体、离合器壳体、仪表板、气缸盖等。（2）支架类。如方向盘、座椅框架、转向支架、刹车支架、分配支架等。镁合金在汽车上应用潜力最大的是整体部件，例如发动机机罩、后备行李箱盖、车顶板、车体加强板、仪表盘、保险杠、内侧车门框架和后部车厢隔板，甚至是油底盘、发动机气缸体和气缸盖等。其中有许多镁合金汽车部件已经在开发甚至开始应用。

20世纪20年代，日本就已经开始将镁合金应用于汽车产业。1930年，德国Alder公司开始将73.8kg镁合金应用于汽车零部件，1936年德国大众在"甲壳虫"汽车上的传动箱和曲轴箱已完全用镁合金取代传统材料。图1.1为镁合金在汽车各部件的应用。二十世纪八十年代后，镁合金产量的增加和价格的下跌，压铸镁合金工艺的完善，铸件镁合金在汽车产业的应用进入成熟阶段。

（三）镁合金在3C电子产品中的应用

3C电子产品是现今全球发展和更新最快的产业，数字化技术的掌握使得各类不同功能的大、小数字化产品的涌现，改变了人们的生活。传统的3C电子产品器材所用的材料是以工程塑料和铝材为主，由于这两种材料自身物理性能的局限性，使得传统材料难以满足人们对器材产品轻、巧和环保等的要求。

镁合金产品最早出现于日本电子产品中，1998年日本电子器材公司最先成功的将镁合金应用于各式各样的可携式电子商品。日本将镁合金应用于笔记本电脑的外壳，使得尺寸精确、外观显得薄而巧，同时其刚度及散热性能得到极大的提高；同时还将镁合金应用于移动手机外壳，在通话过程中增加了散热和减少了电磁波的散失和电磁波对人体的辐射，从而提高了通话质量，得到广大消费群众所满意及认可。近年来，国内外在3C产品中镁合金的使用持续增长，从原先笔记本电脑和手机外壳迅速扩张至数码相机，投影仪等3C产品。

参考文献：

[1]刘正，张奎，曾小勤. 镁基轻质合金理论基础及其应用[M]. 北京：机械工业出版社，2002.

[2]马鸣图，易红亮，等. 论汽车轻量化[J].中国工程科学，2009，11（9）：20-27.

[3]钟皓， 刘培英， 周铁涛. 镁及镁合金在航天航空中的应用及前景[J]. 航空工程与维修， 2002， （4）： 41-42.