金相控制法为塑性加工开辟道路

2014-01-02 17:31:28 作者：日经技术在线来源：

　　人类对金属质感、光泽有着莫名的追捧，多种品牌型号的手机外壳、笔记本、汽车部件、相机外壳等，由于人们的这种追捧被厂家做成类金属样式，但因光泽仍与金属有差距，质感更不同于金属。因此很多工业设计师为了使产品外观及质感效果更好，纷纷把目光投向了镁合金。常用的镁合金防腐技术是将镁合金进行阳极氧化处理，就是在镁合金表面上生成一层像陶瓷般硬的沉积膜的过程。

　　因作为压延材料使用的“AZ31”镁合金耐腐蚀性较低，有的产品只好不再将其用作外装材料，而AZ91板材刚好可应用于这些产品。

　　使微细晶粒均匀分散

　　铝（Al）含量较多的AZ91在镁合金中拥有出色的耐腐蚀性，是最常用的通用镁合金。但是，其使用形态过去基本上只限于铸造材料。住友电工新业务开发本部镁合金开发部长岸本明解释说，原因是“普通AZ91完全不能进行塑性加工”。因其会不均匀地析出较硬的MgAl化合物，加工时易导致材料破碎。因此，无法制造板材、不适合冲压加工是镁合金被人冷却的主要原因之一。

　　打破这一障碍的企业是住友电工。岸本明介绍称，该公司开发出了“类似漏模造型（Strip Casting）的自主急速冷凝技术”，成功使金属组织的分布细致而且均匀（图1），由此避免了大尺寸化合物的析出，从而可防止由此引起的材料破碎。

　　图1:AZ91的金相

　　住友电工的板材组织中没有发现明显的金属间化合物（a）。铸造材料则明显析出了的金属间化合物（黑色部分）。这种金属间化合物比较硬，因此在加工时容易破碎。

　　加工性能与AZ31同等

　　由板材制造的冲压品不仅适合大量生产，而且具有尺寸精度高、表面缺陷少、强度高等多种优点。比如AZ91冲压品，其拉伸强度最大可达到380MPa,是铸造品的1.5倍，延展率高达10%以上。而且，对冲击的耐受性也很强。在薄板铸造品被砸碎的冲击试验中，相同厚度的冲压品只出现稍微凹陷，并未出现裂纹（图2）。

　　图2:冲击试验结果

　　从75cm高处令225g的铁球落下。左侧的AZ91板材冲压品只稍微凹陷，并未出现裂纹，而比其厚的触变成型品则被砸破。

　　河部指出，AZ91板材的加工性能与AZ31同等，“因其强度高，连铝合金都很难做到的深冲及小R角也能冲压成形”。

　　发挥出色的耐腐蚀性用于表面加工

　　河部表示，AZ91板材的另一大优点是“装饰性高，可以实现AZ31无法做到的外观设计”。这得益于AZ91板材的出色耐腐蚀性。

　　AZ91板材的耐腐蚀性比AZ31板材及AZ91铸造材料都高。这是因为其表面缺陷少，晶体细密且均匀，表面性质十分稳定的结果。从实施的100小时盐水喷雾试验结果来看，AZ31板材及AZ91铸造材料的表面出现了白色锈斑，而AZ91板材却没有明显的腐蚀痕迹（图3）。耐腐蚀性高，可采用的涂料范围就会扩大，从而可以使用多种颜色的涂料，也就是说外观设计性更高。