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目前镁合金的应用大多是压铸、压铸和半固态成形来生产产品。
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1、镁合金半固态成形是近年来发展起来的一种成形技术，可以获得高密度的镁合金制品，是一种有竞争力的镁合金成形方法。
2、半固态触变成形还要求初始的铸态组织应该是细小的，并有相应的模具密封工艺。
3、目前半固态铸造的压铸机已经开发生产了从600吨到20XX吨，成型零件重量可以达到7kg以上。
4、其真空压铸铸件可焊接热处理，汽车铝轮毂采用半固态铸造，提高了强度和延伸率。
铝合金8黄铜3铸铁5抗下垂性好。
5、与其他金属相比，镁合金具有更大的变形抗力，碰撞产生的凹陷也比其他金属小。
6、镁合金板材制备困难，性能低，工艺稳定性差，塑性低，各向异性大，塑性加工能力差。
7、编号:时间:2021年X月X日这是一条通往书籍之山的道路，学习永无止境页码:第7页，共7页半固态触变注射成形镁合金的组织与性能分析分析了半固态触变成形镁合金AZ91D的显微组织和力学性能。
8、结果表明，该方法生产的镁合金产品的组织和力学性能优于压铸产品，为半固态触变成形生产镁合金汽车零部件奠定了基础。
关键词:触变注射成型镁合金显微组织与力学性能1导言近年来，随着绿色环保要求的提高，镁合金以其质量轻、比强度高、比刚度高、减震性好、抗电磁屏蔽、易回收等优点在众多金属材料中脱颖而出，广泛应用于航空、航天、电子、汽车等行业。
目前镁合金应用的两大热门行业是电子行业和汽车行业。
一方面，用于“3C”(电脑、通讯、消费电子产品)产品的外壳倾向于逐步替代可回收性差的塑料外壳；另一方面，镁合金作为实际应用中最轻的结构金属，可以满足交通运输行业日益严格的节能减排要求，从而生产出轻量化、低油耗、环保的新一代车辆。
压铸在国内外镁合金成形中应用广泛。
压铸镁合金产品具有尺寸稳定性好、生产率高等优点，但也存在夹杂物多、气孔多、成形后热处理困难、近净尺寸成形差的缺点。
采用压铸方法制造的零件难以满足“3C”产品广泛使用的薄壁壳体零件和汽车行业使用的高性能镁合金零件的要求。
与压铸相比，半固态产品具有铸造缺陷少、机械性能、尺寸精度、表面和内部质量高、节能、安全性好、近净成形性好等优点。
目前国际上已经成功工业化的镁合金半固态成形技术是触变注射成形技术1。
长春华宇镁业有限公司是国内最早引进该技术的厂家。
本文利用长春华宇镁业有限公司的触变注射成型机制备试样，分析触变注射成型镁合金的显微组织和力学性能，为公司下一步研发汽车用高性能镁合金做相应的技术储备。
半固态触变注射成型技术的原理和工艺半固态触变注射成型技术的原理在普通铸造过程中，初生晶体以枝晶的形式生长。
当固相分数达到2左右时，枝晶形成连续的网络骨架，失去宏观流动性。
半固态成形是通过剧烈搅拌将液态金属从液相冷却到固相，使普通铸造成形中容易形成的枝晶网络骨架破碎，弥散的粒状组织保留并悬浮在剩余液相中的过程。
这种粒状非枝晶的微观结构在固相比达到56时仍具有一定的流变性，因此金属可以采用压铸、挤压、模锻等常规成形工艺成形24。
半固态触变注射成型是近年来发展起来的新技术，起源于美国陶氏化学公司，由美国THIXOMAT公司商业化。
该工艺将塑料的注射成型原理与半固态金属成形工艺相结合，集半固态金属浆料的制备、输送和成形于一体。
该方法解决了半固态金属浆料的储存、运输和成形控制问题。
2半固态触变注射成型技术工艺流程注射成型法的主要工艺流程为:从料斗中加入制成颗粒的镁合金原料(由枝晶镁合金锭制成，其结构仍为枝晶)；套筒中的镁合金原料通过电加热转变为半固态。
在螺杆的剪切作用下，套筒中的半固态金属浆料形成近球形的固体颗粒，在注射缸的作用下，以十倍于塑料注射成型机的速度注射到模具中。
触变注射成型机的基本结构如图1-1所示。
图1触变注射成型机示意图3测试设备和方法触变性注塑样品的制备本文采用日本制钢所的JLM-450MG触变注射成型机制备标准力学性能试样。
研究了在不同制备条件下，目前应用最广泛的AZ91D镁合金的组织、性能和耐蚀性的变化。
成型机外观如图2所示，样品模具由日钢提供。
制备的测试样品如图3所示，成型过程中模具温度为180。
图3从左到右依次是标准冲击试样、标准蠕变试样、标准拉伸试样和硬度试样。
本文仅采用标准拉伸试样进行实验，分别考察了不同工艺条件下半固态镁合金的组织和性能变化。
图2JLM450-MG触变成形机图3注射成型半固态镁合金样品快速腐蚀条件为:腐蚀介质为5%NaCl或1molNaCl溶液；测试温度:室温(静态)或351；腐蚀时间:5昼夜。
4结果和讨论半固态触变成形镁合金的微观组织分析图4中的显微组织取自不同工艺参数制备的标准拉伸试棒的中部，工艺参数的差异主要表现在机筒温度的不同。
在图4中，机筒温度从过程(a)到过程(d)逐渐升高。
图4触变注射成型AZ91D微观结构从图4可以看出，不同工艺参数下半固态镁合金的微观组织变化不大，主要区别在于缺陷的数量和大小。
可见，料筒温度对半固态镁合金的成形性有决定性的影响。
在低筒温条件下，半固态浆料的流变性和成形性不足。
提高机筒温度可以明显改善半固态浆料的流变性能，但会明显降低固相率。
在工艺D条件下，除晶粒细小外，其组织与普通压铸合金接近。
因此，在实际的产品制备中，需要对机筒的温度和结构进行控制，以获得高质量的产品。
图5是半固态镁合金微观结构的SEM照片。
从图5a可以看出，半固态镁合金试棒的显微组织细小均匀，图5b是放大的晶界相。
晶界相的定点能谱分析表明，晶界相主要由Mg和Al组成，并含有少量Zn，定点能谱分析结果如图6所示。
半固态镁合金的线扫描结果显示，Al和Zn主要分布在晶界，而在晶粒内较少，而Mg主要分布在晶粒内，晶界Mg含量明显减少，如图7所示。
上述结果表明，半固态触变成形镁合金的组织和分布与压铸镁合金基本相同。
(a)半固态镁合金的显微组织(b)半固态镁合金的晶界相图5半固态镁合金显微组织的扫描电镜照片图6半固态镁合金的晶界相分析图7半固态镁合金的线扫描结果半固态触变注射成型AZ91D的力学性能分析触变注射成型AZ91D的力学性能图8示出了从50根测试棒中随机选择的五根测试棒的力-位移曲线、力-变形曲线和机械性能的测量数据(在图4中的过程D的条件下)。
可以看出，半固态触变成形试棒已经达到了非常高的强度，平均断裂强度可以达到270MPa以上，平均屈服强度可以达到150MPa左右(由于镁合金试棒在拉伸过程中没有明显的屈服点，所以屈服强度用p2来估算)。
图8半固态镁合金的力学性能6盐水快速腐蚀对触变注射成型AZ91D性能的影响镁合金的耐蚀性是衡量镁合金性能的一个重要指标。
通过快速腐蚀试验，研究了触变镁合金试棒在快速腐蚀后组织和性能的变化。
采用试棒与上述力学性能试棒相同。
图9显示了AZ91D镁合金试棒在快速腐蚀5昼夜后的机械性能。
可以看出，腐蚀后镁合金试棒的力学性能明显下降，平均断裂强度下降到220MPa左右，屈服强度下降到120MPa左右。
腐蚀试验结果表明，虽然半固态组织细小致密，但其耐蚀性仍然很差。
当用作重要的结构构件和装饰性壳体零件时，仍需采用合适的表面处理工艺，否则达不到使用要求。
图9触变注射成型AZ91D在快速腐蚀后的力学性能65结论近年来，世界各国都非常重视镁合金的研究和开发，把镁资源作为21世纪的重要战略物资，加强镁合金在汽车、计算机、通信、航空航天等领域的应用和开发研究。
美、日、欧等发达国家投入大量人力物力，实施了多项大型联合研发计划，研究汽车用镁合金零部件。
这些研发计划加快了镁合金零件在国外应用的步伐。
中国是摩托车生产、消费和出口大国，也是潜在的汽车生产和消费大国。
但是，目前我国镁合金成形技术还比较落后，镁合金零件的力学性能和耐腐蚀性能低是制约我国汽车用镁合金零件应用的重要因素。
本文对触变注射成型AZ91D镁合金试棒的微观组织、力学性能和快速腐蚀试验进行了分析，得出以下结论:触变注射成型技术可以获得组织细小致密、力学性能相对较高的镁合金零件。
其综合力学性能优于目前广泛使用的压铸镁合金零件。
但需要注意的是，触变注射成型设备的高成本和必须支付的专利授权费，再加上成型的原材料镁粒的高成本，整体投入比较大。
因此，该技术特别适用于高要求、高附加值产品的加工。
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