1．3 消失模鑄造
消失模鑄造是一種近無余量、精確成型的新型鑄造技術(shù)，它具有許多的優(yōu)點，如，型砂不需要粘結(jié)劑、鑄件落砂及砂處理系統(tǒng)十分簡便，容易實現(xiàn)清潔生產(chǎn)；鑄件沒有分型面及起模斜度，可使鑄件的結(jié)構(gòu)高；加工裝配時間減少，鑄件成本可下降10％—30％等等。
初步試驗研究表明，鎂合金的特點非常適合消失模鑄造工藝，因為鎂合金的消失模鑄造除具有以上特點外，還具有如下獨特的優(yōu)點：①鎂合金在澆注溫度下，泡沫模樣的分解產(chǎn)物主要為烴類、苯類和苯乙烯等氣霧物質(zhì)，它們對沖型成型時極易氧化的液態(tài)鎂合金具有自然的保護作用；②采用干砂負壓造型避免了鎂合金液與型砂中水分的接觸和由此而引起的鑄件缺陷；③與目前普遍采用的鎂合金壓鑄工藝相比較，其投資成本大為降低，干砂良好地退讓性減輕了鎂合金凝固收縮時的熱裂傾向；金屬液較慢和平穩(wěn)的充型速度避免了氣體的卷入，使鑄件可經(jīng)熱處理進一步提高其力學性能。所以，鎂合金的消失模鑄造具有較巨大的應(yīng)用前景。
鎂合金的凝固和化學性能方面的特點，使得鎂合金在消失模鑄造中產(chǎn)生了很多問題，特別是澆不足和氧化燃燒。由于鎂合金低的密度和比熱容，氣化泡沫模樣所需要的熱量來自高溫液態(tài)鎂合金的潛熱從而阻礙了充型，而且鎂合金的結(jié)晶溫度范圍寬，因此消失模充型時金屬液的壓頭作用小，極易過早停止流動，產(chǎn)生澆不足缺陷。鎂合金的化學反應(yīng)可能通過使用在鎂合金砂型鑄造工業(yè)中應(yīng)用的阻燃劑和輔助使用高孑L隙率的模樣涂料進行控制，還可以采用可控氣氛進行防止?jié)沧r的氧化燃燒。另外，高密度的泡沫模樣吸收更多的熱量，產(chǎn)生更多的液態(tài)和氣態(tài)產(chǎn)物，降低了鎂合金的充型性。但泡沫模樣在澆注過程中產(chǎn)生的還原性氣氛降低甚至阻止鎂合金的氧化燃燒，保證了鎂合金在加工成型過程中的安全性，也有利于保證鎂合金熔體的潔凈優(yōu)質(zhì)。
2 變形鎂合金
變形鎂合金不同于鑄造鎂合金的液態(tài)成形，而是通過在300℃—500℃溫度范圍內(nèi)擠壓、軋制、鍛造的方法固態(tài)成形。由于變形加工消除了鑄造組織缺陷及細化了晶粒，故與鑄造鎂合金相比，變形鎂合金具有更高的強度、更好的延展性和更好的力學性能，同時生產(chǎn)成本更低。
2．1 塑性變形
變形鎂合金中，常用的合金系是Mg—Al—Zn系與Mg—Zn—Zr系。Mg—Al—Zn系變形合金——般屬于中等強度、塑性較高的變形材料，鋁在鎂中的含量為0—8％，典型合金為AZ31、AZ61和AZ81合金，由于Mg—Al合金具有良好的強度、塑性綜合性能，而且價格較低，因此是最常用的合金系。Mg—Zn—Zr系合金一般屬于高強度材料，其變形能力不如Mg—Al系合金，一般采用擠壓工藝生產(chǎn)，典型合金為ZK60合金。屬高強度變形鎂合金的還有Mg—Mn系，其最主要的優(yōu)點是具有優(yōu)良的抗蝕性和可焊性，但鑄造性能差，收縮率大，有熱裂傾向，應(yīng)用較少。另外，添加Nd、Th、Yb、Sc和Mn等元素可顯著提高變形鎂合金的耐蝕性。
目前鎂合金的塑性成形過程主要為鍛造和擠壓，少量為軋制成形，且均需采用熱加工方式。因此，變形溫度是重要參數(shù)，同時變形速率和應(yīng)力狀態(tài)也是重要的考慮因素。
1)鍛壓成形：鎂合金鍛造性能取決于3個因素：合金的凝固溫度、變形速率及晶粒大小。為了保證良好的加工性能必須采用具有可鍛性的AZ和ZK系鎂合金坯料或坯棒。這兩系合金可通過添加晶粒細化劑和合金元素得到滿意的晶粒尺寸。但鑄造組織的晶粒度一般不符合鍛造要求，須先將鑄錠加以擠壓，得到鍛造所需晶粒尺寸，再以高變速率鍛造成形。鎂合金在其固相線溫度以下55℃范圍內(nèi)進行鍛造，鍛造溫度過低可能形成裂紋。液壓機和低速機械壓力機是其模鍛的常用設(shè)備。
2)擠壓成形：鎂合金可以擠壓成各種管材、棒材和型材。包括帶凹角和暗槽的型材，大直徑和變截面厚度的薄壁管等難加工的產(chǎn)品。擠壓材料也是AZ和ZK系鎂合金，溫度一般控制在300℃—460℃之間，具體溫度的選擇還和特定的合金牌號和擠壓形狀有關(guān)。因為鎂在變形過程中會產(chǎn)生大量熱，所以擠壓過程中必須充分冷卻，否則合金溫度可能超過固相線溫度而導致開裂。
3)軋制成形：鑄造成平面形狀且有圓形邊緣的鎂錠可以用來進行厚板和薄板的軋制。一般鎂合金厚板厚度范圍為11．0mm—70mm，薄板厚度為0．8mm—10mm。鎂合金的冷軋性能不佳，一般厚板可以在熱軋機上直接生產(chǎn)，而薄板一般采用冷軋和溫軋兩種方式生產(chǎn)。
鎂合金熱軋時，一方面要保證鑄態(tài)組織得到充分變形，達到改善組織的目的，因此要有一定的變形量；另外，由于多晶鎂合金滑移系少，晶粒不易產(chǎn)生宏觀屈服而易在晶界產(chǎn)生大的應(yīng)力集中，合金很容易發(fā)生晶間斷裂。試驗研究發(fā)現(xiàn)開坯時首次變形量控制在壓下量s二30％左右最合適。鎂合金板材在軋制以后一般要進行退火及熱處理，加工組織發(fā)生再結(jié)晶。其退火溫度應(yīng)選擇在靠近完全再結(jié)晶溫度范圍內(nèi)。