鎂合金的應用

姜炳春，唐聯耀

摘 要：鎂合金具有質量輕、比強度和比剛度高、良好的鑄造性能、電磁屏蔽和減震性能等一系列的優異性能，其中輕著稱，日益備受人們關注。鎂合金應用領域不斷擴大，本文主要介紹了鎂合金在汽車工業、3C電子工業以及航空航天工業等領域的應用。

關鍵詞：鎂合金；應用

鎂合金作為一種新型的金屬結構材料，具有比強度和比剛度高，阻尼、抗震性能好，電子屏蔽能力強，易加工等一系列優點，成為減重節能和保護環境的首選材料，被譽為新世紀的"綠色工程材料"，在航空航天、交通運載和武器裝備的輕量化等方面顯示出廣泛的應用前景，中國是鎂合金儲存量、生產及出國的大國，這使得我國對鎂合金新材料、新工藝的研發及應用的推廣尤其迫切。基于此，本文介紹了鎂合金在各個領域的應用。

1 鎂合金的特點

鎂合金具有一系列的優異性能：密度小、比強度、比剛度高；減震、吸震性能好；熱傳導性好、成型零件尺寸穩定、易于切削加工；回收再利用率高，同時還是上等的儲氫材料。

2 鎂合金的應用

（一）鎂合金在航天航空的應用

航天航空工業作為一個高科技領域，而該領域中所工作的航天航空產品對其使用的材料提出了4點非常苛刻的性能要求：密度小、剛度大、減震能力強和熱導率高。

鎂合金自身一系列優點使得其在航天航空領域中得到巨大的發展空間。世界各國將不斷的開發研究鎂合金在航天航空中的應用。法國的塞德航空公司直升飛機的齒輪箱鑄件是由Mg-Zn-Re-Zr鎂合金鑄成，在鎂合金中加少量Ag，使時效強化的稀土鎂合金的拉伸性能得到顯著提高，如民航機的著落機輪和直升飛機旋轉機翼附件等。美國已經在戰斗機上應用了鎂合金，穩定的提升了戰斗機的作戰性能。美國還最早將鎂合金板材應用于火箭、螺旋槳、導彈尾翼等航天航空重要部位，這些由鎂合金制造的部件的綜合性能最終替代了傳統使用鋁合金構造件，且整體性能得到顯著提升。我國近年來也將鎂合金構件應用于戰斗機、直升飛機、軍用運輸機、民航機、人造衛星、運載火箭等。變形鎂合金比鑄造鎂合金具有更高的強度和延伸性能，比傳統的變形鋁合金更輕，因此在已在導彈、軍用雷達、衛星和航天飛機上大量利用了各種牌號的變形鎂合金。

（二）鎂合金在汽車工業的應用

二十世紀以來，全球的能源危機和社會環境污染日趨嚴重，汽車工業作為國民經濟支柱產業之一同樣面臨著節能減排的挑戰，節能減排已成為當務之急。汽車的整體重量對其能源消耗有著至關重要的作用，汽車的自身重量與燃料的使用成正比，汽車重量的減輕就能夠減少燃料的燃燒及減低廢氣的排放量，最終實現節能減排的效果。因此鎂合金將作為汽車產業的首選新材料。目前鎂合金在汽車上的應用零部件主要歸納為2類。（1）殼體類。如門框、座椅架、發動機機罩、車頂板曲軸箱、變速箱體、離合器殼體、儀表板、氣缸蓋等。（2）支架類。如方向盤、座椅框架、轉向支架、剎車支架、分配支架等。鎂合金在汽車上應用潛力最大的是整體部件，例如發動機機罩、后備行李箱蓋、車頂板、車體加強板、儀表盤、保險杠、內側車門框架和后部車廂隔板，甚至是油底盤、發動機氣缸體和氣缸蓋等。其中有許多鎂合金汽車部件已經在開發甚至開始應用。

20世紀20年代，日本就已經開始將鎂合金應用于汽車產業。1930年，德國Alder公司開始將73.8kg鎂合金應用于汽車零部件，1936年德國大眾在"甲殼蟲"汽車上的傳動箱和曲軸箱已完全用鎂合金取代傳統材料。圖1.1為鎂合金在汽車各部件的應用。二十世紀八十年代后，鎂合金產量的增加和價格的下跌，壓鑄鎂合金工藝的完善，鑄件鎂合金在汽車產業的應用進入成熟階段。

（三）鎂合金在3C電子產品中的應用

3C電子產品是現今全球發展和更新最快的產業，數字化技術的掌握使得各類不同功能的大、小數字化產品的涌現，改變了人們的生活。傳統的3C電子產品器材所用的材料是以工程塑料和鋁材為主，由于這兩種材料自身物理性能的局限性，使得傳統材料難以滿足人們對器材產品輕、巧和環保等的要求。

鎂合金產品最早出現于日本電子產品中，1998年日本電子器材公司最先成功的將鎂合金應用于各式各樣的可攜式電子商品。日本將鎂合金應用于筆記本電腦的外殼，使得尺寸精確、外觀顯得薄而巧，同時其剛度及散熱性能得到極大的提高；同時還將鎂合金應用于移動手機外殼，在通話過程中增加了散熱和減少了電磁波的散失和電磁波對人體的輻射，從而提高了通話質量，得到廣大消費群眾所滿意及認可。近年來，國內外在3C產品中鎂合金的使用持續增長，從原先筆記本電腦和手機外殼迅速擴張至數碼相機，投影儀等3C產品。

參考文獻：

[1]劉正，張奎，曾小勤. 鎂基輕質合金理論基礎及其應用[M]. 北京：機械工業出版社，2002.

[2]馬鳴圖，易紅亮，等. 論汽車輕量化[J].中國工程科學，2009，11（9）：20-27.

[3]鐘皓， 劉培英， 周鐵濤. 鎂及鎂合金在航天航空中的應用及前景[J]. 航空工程與維修， 2002， （4）： 41-42.