压铸镁合金

近日，中国汽车工程学会正式发布团体标准《汽车用高强韧类高真空压铸铝合金材料技术条件》（T/CSAE 198－2021）。该标准由汽车轻量化技术创新战略联盟提出，苏州有色金属研究院有限公司牵头，联合中铝材料应用研究院有限公司、广东鸿图科技股份有限公司、安徽江淮汽车集团股份有限公司、中铝山西新材料有限公司、南通鸿劲金属铝业有限公司、重庆长安汽车股份有限公司、东风汽车集团有限公司等多家整车及材料企业共同研制。根据《中国汽车产业发展报告(2020)》的数据显示，2005年~2017年，我国交通行业的二氧化碳排放量始终保持稳定增长态势，占比从8%增长到10%。随着汽车保有量的增长，道路交通的碳排放增长速度较高。根据公安部统计的最新数据显示，2020年全国汽车保有量达2.81亿辆，已有70座城市的汽车保有量超过百万辆。汽车保有量的增长，导致交通行业碳排放量增长速度要远高于其他行业。相关预测显示，到2025年交通运输行业的碳排放量将在现有的基础上增加50%。2020年10月，由工信部指导编制的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》明确指出，我国汽车产业碳排放将于2028年左右提前达峰，至2035年，碳排放总量较峰值下降20%以上。在汽车行业，推动节能减排首要的任务之一是实现汽车的轻量化。目前我国正加快汽车轻量化进程，大力发展新能源汽车尤其是电动汽车，主要是通过车身连接件、电池托盘等结构件的铝化实现轻量化的目标。这些结构件对强度和韧性均提出了较高的要求，采用真空压铸技术和高强韧压铸铝合金制备汽车结构件越来越被主机厂接受。但是，我国目前仅有针对传统非承载压铸件的压铸铝合金材料标准，严重制约了我国汽车轻量化特别是新能源汽车的快速发展。因此，在这种背景下，汽车轻量化技术创新战略联盟提出制定汽车用高强韧类高真空压铸铝合金材料的团体标准，旨在通过本标准规范汽车用铝合金结构零件对压铸铝合金的整体要求，推动汽车轻量化行业的快速发展。本标准规定了汽车用高强韧类高真空压铸铝合金材料的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、贮存和运输。在术语和定义方面，通过定义一种压铸前快速抽出型腔中的气体，使模具型腔中的真空度不超过50mbar，确保液态金属在高压作用下，以极高的速度充填模具型腔，并在一定压力作用下冷却凝固而得到铸件的成形工艺，引出高强韧类高真空压铸铝合金材料，并将其定义为抗拉强度大于180MPa，屈服强度大于120MPa，同时伸长率大于8%，且适合于高真空压铸成形的铸造铝合金材料。在技术要求方面，主要从外观质量、化学成分、力学性能、含氢量、夹渣量、断口组织、显微组织七个方面对该压铸铝合金材料进行规定，其中化学成分对合金的Si、Fe、Mn、Mg、Sr、Cu、Ti等元素进行了规定，同时对杂质的单项和杂质的总和进行了规定。在力学性能方面包括金属型铸造和高真空压铸条件下单铸试棒的室温拉伸性能、硬度、冲击韧性及疲劳性能，并给出了推荐的的热处理工艺和力学性能。在含氢量方面规定了铸锭针孔度等级和含氢量的最大值，具体包括建议铸锭针孔度等级不低于二级，合金液中含氢量不超0.2ml/100gAl。在夹渣量方面，若客户对夹渣量有要求时，应在订货单或合同中注明具体等级，并规定不应低于二级，同时利用测渣仪进行定量判定，夹渣量等级满足90s内通过的铝合金液超过2200g或者夹渣统计不超过0.15mm2/kg铝液。在试验方法方面，化学成分的试验方法按照GB/T7999-2015的规定执行。力学性能的检测方法中，拉伸性能的试验方法按GB/T 228.1-2010的试验要求的规定执行，硬度的试验方法按GB/T229-2020中的规定执行，冲击韧性的试验方法按GB/T 231.1-2018的规定执行，疲劳性能的试验方法按GB/T3075-2008的规定执行。本标准充分考虑了汽车行业用到的高强韧类铸造铝合金材料，适用于汽车薄壁结构件用高强韧真空压铸铝合金材料标准，也适用于其它高强韧类铸造铝合金的评价内容、评价方法及评价标准，可为主机厂及压铸件供应商在汽车车身结构件方面提供选材及检测要求基准，对于规范其在汽车结构件上的应用有重要的指导意义。

9月8日，国家镁及镁合金产品质检中心建成，实验室进入检测试运行阶段。 　　国家镁及镁合金产品质量检测中心位于淇滨区湘江路以南，兴鹤大街东侧，于2011年3月8日获得国家质检总局批准建设。该中心建筑面积1.4万平方米，内部设置了力学实验室、三坐标实验室、探伤室等20余个实验室。“实验室采用半透明式设计，在设计中就考虑到通风、光线、电磁辐射、振动影响等因素，合理布局了实验室水路、电路、排风、透光等功能区，检测面积2500多平方米，实验室布局和环境条件达到国内同行业领先水平。”市质量技术监督检验测试中心建材室主任钱亚锋向记者介绍。 　　实验室内，几名工人正在调试设备。钱亚锋说：“我们投资1100多万元购置了直读光谱仪、三坐标测量机、ICP光谱仪等国内一流的专业设备。中心目前已经拥有金属镁专业检验检测设备50余台套，其中进口大型设备11台套。”据了解，该中心配置了国际先进、国内一流的检测设备，检测能力基本覆盖镁及镁合金产品的原料和成品。“以前，国内没有专业镁及镁合金产品检测机构，金属镁产品都送到有色金属研究院等机构检验，国家镁及镁合金产品质量检测中心建成以后具备镁产品的质量检验、仲裁检验、标准制定、科学研究、技术服务等多种功能，能够承担国家、省、市监督抽查和定期监督抽查任务。总体达到国内一流水平。” 　　“国家镁及镁合金产品质量检测中心的建成，对我市打造‘中国镁谷’将产生重大而深远的影响。”市质监局副局长黄华说。

金相样品制备中，镁和镁合金由于基体硬度较低而沉淀相硬度较高而很难制备，容易出现浮雕现象，研磨抛光过程载荷太大又可能造成机械峦晶等缺陷。因此，在抛光过程中，应设法恰当选用金相抛光布。我们实验室制备美镁合金样品通常使用的是四步法，其中第三、四步分别选用了两种材质的金相抛光布。无绒的SatinCloth抛光布和长绒的MicroMet抛光布，这两种金相抛光布均为QMAXIS的抛光布，下面分别介绍一下。SatinCloth金相抛光布：在中等抛光步骤，使用3μm金刚石抛光液，配合使用这款抛光布。其材质是由人工合成丝和蚕丝紧密编织而成，属无绒抛光布，其编织纹理适合配合9µm及以下的金刚石、Al2O3、SiO2 抛光液使用，不但能很好的Hold住研磨介质微粒，还可以使磨料颗粒分布均匀，与样品表面充分接触，达到快速磨削、去掉变形层，表面平整的效果。这款金相抛光布可应用于各种金属、岩相、陶瓷和涂层等材料样品的制备。用它来配合金刚石抛光液给镁合金样品做中等抛光，效果不错。MicroMet 金相抛光布：在精细抛光步骤，使用1μm金刚石抛光液，配合使用这款抛光布。其材质是由人造纤维与棉背衬编织而成，属长绒的抛光布，纤细的绒毛表面，对微细的研磨微粒有很好的分布和承载作用，主要应用于材料的精细抛光步骤，配合3µm及以下的金刚石、Al2O3、SiO2 抛光液使用，令抛光更加柔和细密，有效的去掉样品表面细微划痕，表面平整度和光洁度更佳，用它来配合金刚石抛光液给镁合金样品做精细抛光很是非常理想的。注意：抛光过程加载力不要过大，避免浮雕、机械孪晶等缺陷。温馨提示：由于镁合金容易被水侵蚀。制备步骤中尽量不用水，可将1到3份的甘油混合到酒精中作为润滑剂，也可在研磨制备步骤中都使用配制的甘油酒精混合液。 切记抛光时一定要用冷却剂，因为细的镁粉是火灾隐患，千万注意哦。镁合金样品制备难度大，要制备好，除了具备熟练的制备技术外，还要有无绒的SatinCloth和长绒的MicroMet这两款金相抛光布提供助力！需了解更多制备方法，欢迎与可脉检测的应用工程师联系，愿为您提供更快捷的解决方案。