鎂合金是以鎂為基礎(chǔ)加入其他元素組成 的合金。其特點是：密度小（1.8g/cm3鎂合金左右），強(qiáng)度高，彈性模量大，散熱好，消震性好，承受沖擊載荷能力比 鋁合金 大，耐有機(jī)物和堿的腐蝕性能好。主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是 鎂鋁合金，其次是 鎂錳合金 和鎂鋅鋯合金。主要用于航空、航天、運(yùn)輸、化工、火箭等工業(yè)部門。在實用金屬中是最輕的金屬，鎂的比重大約是鋁的2/3，是鐵的1/4。它是實用金屬中的最輕的金屬，高強(qiáng)度、高剛性。

對于鎂合金來說，成形工藝主要可分為液態(tài)成形工藝和固態(tài)成形工藝。其中液態(tài)成形主要包括重力鑄造、低壓鑄造、壓鑄、半固態(tài)鑄造等。固態(tài)成形又稱塑性加工成形，包括擠壓、鍛造、軋制等等。

1. 液態(tài)成型工藝

1.1 重力鑄造

鎂合金可以用不同的重力鑄造方法生產(chǎn)，如砂型鑄造、熔模鑄造、金屬模鑄造、半金屬模鑄造、殼型鑄造等。其中鎂合金的砂型鑄造經(jīng)歷了普通粘土砂、水玻璃砂、自硬樹脂砂的發(fā)展階段。采用自硬樹脂砂造型制芯工藝，可以提高鑄件的質(zhì)量，簡化工藝程序，有利于實現(xiàn)機(jī)械化自動化的生產(chǎn)和提高模具使用壽命，并減少有害氣體，是大型復(fù)雜鑄件走向精確化的方向。熔模鑄造又稱失蠟法，通常是在蠟?zāi)１砻嫱可蠑?shù)層耐火材料，待其硬化干燥后，將其中的蠟?zāi)Ｈ廴ザ瞥尚蜌ぃ俳?jīng)過焙燒，然后進(jìn)行澆注，而獲得鑄件。由于獲得的鑄件具有較高的尺寸精度和表面光潔度，故又稱“熔模精密鑄造”。

1.2 低壓鑄造

鎂合金一般熱容小、凝固區(qū)間大，容易產(chǎn)生裂紋、充填不均勻、偏析和組織粗大等鑄造缺陷，且難以生產(chǎn)大型、薄壁或者結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件。利用低壓鑄造平穩(wěn)的充型和順序凝固特點可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的鎂合金鑄件。

1.3 壓鑄

鎂合金熔點較低（ 純鎂約為650℃） ，凝固潛熱小，凝固速度快，且合金液黏度低、流動性好，特別適于壓鑄生產(chǎn)。但常規(guī)壓鑄的零件無法進(jìn)行熱處理，不能通過時效強(qiáng)化。近幾十年來發(fā)展起來的真空壓鑄、充氧壓鑄和半固態(tài)壓鑄則可解決該問題。真空壓鑄在壓鑄過程中先抽除型腔內(nèi)的氣體，從而減小甚至消除壓鑄件內(nèi)的氣孔和溶解氣體，提高鑄件的力學(xué)性能和表面質(zhì)量。充氧壓鑄則是在熔體充型前將氧氣或其他活性氣體充入型腔以置換型內(nèi)空氣。充型過程中，活性氣體與金屬液反應(yīng)生成彌散分布的金屬氧化物，達(dá)到消除壓鑄件內(nèi)氣體和氣孔的目的。半固態(tài)壓鑄可分為流變壓鑄和觸變壓鑄。流變壓鑄是將制備好的半固態(tài)漿料直接轉(zhuǎn)移到壓室進(jìn)行壓鑄，而觸變壓鑄則是將預(yù)制的組織細(xì)小的半固態(tài)錠料重新加熱到半固態(tài)區(qū)間進(jìn)行壓鑄的成形工藝。無論是流變壓鑄還是觸變壓鑄，金屬液在半固態(tài)區(qū)間充型平穩(wěn)，避免了紊流的充型方式，因此可顯著減少壓鑄件的疏松縮孔。

1.4 半固態(tài)鑄造

半固態(tài)成形是一種新型、先進(jìn)的工藝方法，與傳統(tǒng)的液態(tài)成形相比，具有成形溫度低，模具壽命長，改善生產(chǎn)條件和環(huán)境，細(xì)化晶粒，減少氣孔，疏松縮孔，提高組織致密性，提高鑄件質(zhì)量等優(yōu)點。

半固態(tài)成形可分為流變成形和觸變成形。目前，在半固態(tài)漿料制備方面，國內(nèi)外學(xué)者發(fā)明了不同的制備工藝，目的都是為了獲得細(xì)小、圓整的初生顆粒均勻地懸浮于液相之中的理想半固態(tài)組織，隨后結(jié)合不同工藝進(jìn)行成形，充分發(fā)揮半固態(tài)成形的優(yōu)勢。其中半固態(tài)觸變注射成形最為成熟，具有工藝簡單、自動化程度高等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于鎂合金生產(chǎn)中。

2. 固態(tài)成型工藝

2.1 擠壓

鎂合金塑性較差，適合擠壓成形，一般為溫擠壓和熱擠壓，擠壓溫度通常為300～ 450 ℃。鎂合金擠壓有以下優(yōu)點： 可細(xì)化晶粒、通過保留擠壓纖維織構(gòu)可提高強(qiáng)度、可獲得優(yōu)良的表面質(zhì)量及良好的尺寸精度。目前，鎂合金管材、棒材、型材、帶材等產(chǎn)品主要采用擠壓成形。但鎂合金擠壓也存在擠壓速度慢、變形抗力大、擠壓加工后由于形成織構(gòu)而造成材料力學(xué)性能的各向異性等缺點。

2.2 鍛造

鎂合金鍛造一般有兩種方式： 自由鍛和模鍛。常用來鍛造的鎂合金有ZK 系列和AZ 系列鎂合金。鎂合金鍛件的力學(xué)性能通常取決于鍛造過程中所產(chǎn)生的應(yīng)變硬化程度。鍛造溫度越低，其應(yīng)變硬化效果越顯著，然而溫度過低時鍛件容易開裂，過高時則氧化嚴(yán)重。在傳統(tǒng)的鍛造工藝上發(fā)展起來的一項新技術(shù)—精密鍛造，可成形流線沿鍛件幾何外形分布的高精度、復(fù)雜形狀鍛件，同時能提高鍛件的承載能力。此外，鎂合金鍛造溫度范圍窄，導(dǎo)熱系數(shù)是鋼的兩倍，接觸模具降溫快，容易導(dǎo)致塑性降低、變形抗力增大、充填性能下降，因此適合等溫鍛造成形。精密沖鍛成形技術(shù)是將沖壓成形與鍛造成形相結(jié)合產(chǎn)生的新工藝，是適用于鎂合金成形的很有發(fā)展前途的工藝。主要是將加熱后的鎂合金坯料在加熱模具中進(jìn)行沖壓和鍛造，采用普通機(jī)械式鍛壓機(jī)床即可，其技術(shù)關(guān)鍵在于成形模具與成形工藝設(shè)計，以及模具溫度、變形率與變形速度等參數(shù)控制。與壓鑄和半固態(tài)成形工藝比較，該技術(shù)具有生產(chǎn)效率高、成品率高和成本低等優(yōu)點。

2.3 軋制

鎂合金的帶材及板材一般采用軋制成形的方法生產(chǎn)。軋制過程可以細(xì)化晶粒，改善鎂合金組織，顯著提高鎂合金的力學(xué)性能。軋制溫度是鎂合金軋制過程中的關(guān)鍵參數(shù)。軋制溫度過低時，高的應(yīng)力集中可導(dǎo)致孿晶形核和切變斷裂； 軋制溫度過高時，晶粒容易長大而使板材熱脆傾向增大。

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