金属镁冷加工：压延时使结晶方向倾斜 降低加工成本

金属镁冷加工，压延时使结晶方向倾斜，降低加工成本。“为了实现有漂亮金属光泽的镁合金压延材料，我们刻意追求了原料”。日本金属公司新业务推进部长山崎一正对该公司的轧制技术充满自信。

 

1　由该公司提供的冲压用板材采用了镁锂合金。

 

为了满足日益扩大的镁合金压延材料需求，利用日本金属公司的自主轧制技术，开发其他公司所没有的材料。能够冷压成形的板材“TMP”(Texturecontrolled Magnesium alloy Plate)就是其成果之一。这种材料跟必须热压成形的普通镁合金不同，能够冷压成形〔图(a)〕。其成分跟AZ31基本相同，因此在加工后科采用AZ31的表面处理和修饰方法。

 

                   

                             

                  

　　

采用冷加工，也可实现图上的轧制加工(a)。一般Mg合金压延材料的hcp结晶方向是一致的，而TMP通过轧制时的组织控制，使结晶方向倾斜(b)。

　　

通常，镁合金之所以难以冷压成形，是因为需要轧制的板材结晶方向是一致的。镁合金晶格为密排六方(hcp)晶格，轧制后，会在厚度方向上形成结晶方向一致的“集合组织”〔图(b)〕。实际上，镁合金具有温度不达到200～300℃以上、hcp的六棱柱轴向(c轴方向)方向难以变形的性质。因此难以进行冷加工*2。

 

2 镁锂合金的晶格是体心立方晶格(bcc)，因此容易冷压变形。

　　

但是，镁合金在与c轴方向相垂直的平面方向上存在“底部滑动”现象，在室温下也可容易变形。TMP就利用了这一特性。日本金属为使结晶的c轴方向向厚度方向倾斜，调整了轧制方法，实现了在室温下的塑性加工。虽然板材成本由此稍微增高，但利用能够冷压成形这一优点，可以取代现在的AZ31材料。实现冷加工之后，不仅能够简化加工工序，还不需要模具加热机构，有望降低综合加工成本。

　　　　

现在，构造材料使用的Mg合金主要是AZ91，AZ91不采用压铸和触变注射成形(Thixomolding)就无法成形。而采用压铸等方法成型，表面粗糙，成形后不花时间处理，就难以用于要求美观的外部部件。有时还带有孔，会变成残次品。另外，还很难做成极薄的板，最薄只能做到0.6mm左右。

　　

压延材料的需求之所以开始扩大，就是因为压延材料有效地能够克服了上述问题。

 

3压延材料不仅表面性状好，还能做得像纸一样薄。一般来说，压延材料比铸造材料等成本要高，但山崎指出“如果成本能够降到现在的1/3～1/4，达到1000日元/kg左右，在汽车上采用的机会就会增加”。

 

最近，镁合金压延材料不仅被用作智能手机和平板电脑的框架，厚几十μm的极薄镁箔还被用在了高级扬声器的纸盆上，所利用的是镁合金的振动衰减性能。

 

【中国镁质材料网 采编：ZY】