严雄仲

摘 要：镁锂合金具有高比强度和高比弹性模量，其质量非常轻，在应用中具有良好的减震性能，并且焊接性能非常好，如今已经引起了我国材料研究学者的高度重视。本次研究主要分析镁锂合金的晶体结构和特殊性，完善镁锂合金的熔铸和加工的工艺。

关键词：镁锂合金；特殊性；熔铸加工；工艺

在相关的研究中，充分的分析镁锂合金的焊缝强度非常大，高达集体金属强度的90%。而且镁锂合金在加工完成后，其密度比较小，即使是在低温的环境下，其强度也非常大，而且具备较大的断裂性能。镁和锂都是活性比较大的金属，在熔铸的过程中如果产生了氧化的问题，就会导致夹渣的问题，其纯度就会比较低，降低了金属的使用年限。因此，完善镁锂合金的熔铸加工水平，通过完善相关的工艺，提高金属的使用寿命。

1 镁锂合金的晶体结构和特殊性

镁锂合金具有特殊的晶体结构，镁原子的原子序数是12，其会构成六边形的晶体结构，所以，镁原子的熔点会非常高，最高可以达到700摄氏度，镁锂合金中，锂元素的质量非常小，其晶体结构是立方形，但是其熔点不是特别高，最大的熔点不超过200摄氏度。因此，镁锂合金是将镁元素和锂元素结合而形成的两相组织。

在合金元素中如果包含镁元素和锂元素，这种合金与其他成分构成的合金相比，优势非常的明显，其一，其密度比其他的合金小，但是强度比其他的合金大，而且其刚度性能非常的完善，并且可以完善合金的导电和导热的性能。其二，变形温度对镁锂合金产生的影响非常大，会导致镁锂合金的滑移和塑性变形。在不同的温度下，镁锂合金的滑移模式会发生一定的变化，滑移系也会发生变化。变形温度也会导致镁锂合金的塑性变形能力发生变化，其是多相合金。

2 熔铸加工镁锂合金应该注意的问题

如今，航天和航空事业正在不断的完善和发展，镁锂合金产品得到了广泛的应用，各行各业对镁锂合金的质量提出了更高的要求。尤其是近年来，航空航天公司一般都需要强度非常大的材料，从而促进了镁锂合金熔铸加工工艺的完善。但是，与其他的合金加工相比，镁锂合金的加工还是存在一定的难度。

2.1 镁锂合金的溶体不能得到较好的保护

在镁锂合金熔铸加工的环节中，镁元素和锂元素都很容易产生氧化反应，这时镁锂合金会出现烧损的问题。

2.2 熔铸加工镁锂合金时材料选择存在难度

在进行镁锂合金加工的环节中，应该选择合适的炉衬材料，如果炉衬材料的质量非常好，在锂元素反应的过程中就不会产生大量的杂质，通过置换反应，也能将杂质及时的置换出来，使合金的纯度不断的提升。尤其是在进行熔铸加工的环节中，应该选择合适的耐火材料。

2.3 镁锂合金内部含有的氢含量不容易得到控制

在一般情况下，镁锂合金中的氢元素的含量要比其他的合金高。所以，在对镁锂合金进行熔铸加工的环节中，应该合理的选择覆盖剂，可以选用氟化钙作为覆盖剂。在镁锂合金的熔炼之前，应该确保熔炼工具的清洁和干燥，防止有异物干扰熔炼。镁锂合金熔铸的环节中，应该明确溶体搅拌的时间，一般情况下，如果锂罩的位置不超过溶体下的三分之二，应该选择垂直搅拌的方式，搅拌时间一般控制在3-5分钟。

3 熔铸加工镁锂合金的具体操作

3.1 熔铸加工镁锂合金要准备的材料

设备一般是采用井式电阻炉。材料主要有三种类型，其一是合金炉料，其二是溶剂炉料，其三是辅助性的材料。合金的炉料可以将镁块和锂块区分，而且的配比应该控制在85：14，采用清洁的铝箔包裹。溶剂炉料主要包括洗涤剂、溶剂和覆盖剂等。洗涤剂主要是由无水氯化铝和无水氟化锂构成，二者的比例是2：1，将两种溶剂混合起来，搅拌均匀，然后制备一定的量，确保其可以达到金属熔体比例的30%。在溶剂的配置环节中，应该将无水氯化锂和无水氟化锂混合，二者的配比一般是3：1，进行两个小时的烘干，确保其质量是金属熔体的10%。在覆盖剂的配置环节中，将无水氯化锂、无水氟化锂和无水氟化鈣混合，三者的比例是3：1：3，进行两个小时的烘干，确保其质量是金属熔体的3-5%。固溶处理时，温度的选择主要取决于合金成分，通常在673--773K之间，以使第二相充分溶解而晶粒又不至于过分长大为佳。固溶时间一般为1Ow-4h左右。但是当Zn含量超过2%（质量）时，凝固时有热倾向，因此要严格控制其含量。

3.2 操作力学性能测试

在对镁元素和锂元素的特殊性分析的基础上，因该完善熔铸加工的材料，对镁元素和锂元素进行硬度的测试，完善其拉伸强度的测试，对其金相进行测试，完善光学金检测。

3.3 熔铸加工镁锂合金的实验操作

通过熔铸加工的方式得到高质量的镁锂合金和相关的铸件，在加工的环节中，应该有效的防止氧化问题的产生，防止在合金的表面出现不平整的气孔的问题，防止有杂物出现。在熔铸加工的环节中，应该对镁锂合金进行加工，从而获得高质量的镁锂合金和铸件，应该完善相关组织的性能。当合金中Mn含量为1.5（质量）时可获得最佳耐蚀性、但过量的Mn反而造成耐蚀和塑性下降。

应该采用砂纸对纯镁锭、钢材质的器皿的内部进行打磨，并且完善对钢材质铸型和锂罩进行打磨，确保其表面的平整和光滑，防止表面过于粗糙，也防止表面产生较大的磁性，有效的避免熔铸加工的环节中会有大量的杂质被吸附。然后采用冷水清洗的方式，对镁锭进行清洗，将表面的义务及时的清除，防止在熔铸加工的环节中由于杂质的产生导致加工质量不高。

在对熔铸器皿选择的过程中，其规格要合适，将其加热到一定的温度后，将洗涤剂直接导入器皿中，确保其在器皿的底部发挥作用。在洗涤剂在高温的条件下溶化后，对整个器皿的内腔进行清洗。在洗涤完成后，将洗涤液清除，对器皿进一步的加温。

在高温条件下实现溶剂的烘干处理，然后采用导气管和气罩通气的方式，将干净的氩气注入其中。在溶剂全部发挥作用后，将容器的表面清洗干净，再容器烘干后，将镁锭放入其中。对镁锭进行加温的处理，确保其完全的熔化。在这个环节中，要确保器皿的温度达到要求。

当镁锭已经熔化后，应该进行相应的降温处理，确保其温度保持在合适的范围，然后加锂罩，将已经采用铝箔包装好的纯锂锭分批次加入到锂罩中，在其熔化后，对锂锭继续进行加温处理，确保其完全的熔化。

将覆盖剂加入到熔体中，确保其在锂罩溶液的三分之二以下，采用垂直搅拌的方式，3-5分钟结束。

对溶体继续进行加温处理，确保温度高达1003k。然后，确保在这个问题下，溶体静置半个小时，确保有适量的氩气注入其中。

采用合适的冷却的方式，将溶体的温度降低到923k，然后加热钢制铸件，使其温度控制在573k。然后将表面的杂质清除，向铸件内加入溶体，在这个环节中，也要不间断的加入氩气。如果因为温度过高，导致了着火的问题，这时应该采用硫磺粉灭火，以免火势蔓延。在没有进行固溶处理时，镁锂合金的铸造硬度一般是85HB左右，在固溶的过程中，其温度会不断的升高，刚开始，镁锂合金的硬度会下降，随后，在473K的温度下进行固溶处理，合金的硬度会逐步的提升。随后，固溶的温度会越来越高，镁锂合金的温度会进一步提升，在573K温度下，固溶处理后，镁锂合金的硬度可以达到88.9HB。

将镁砂坑烘干，将浇筑的过程中剩下的残渣和溶液倒出，防止残渣和溶液导致周围的环境污染。

4 结语

如今，镁锂合金的应用领域逐渐的广泛，其在制造各类装备的过程中，其质量非常小，发挥的效果突出，在很多发达国家已经开始使用。其在电子和汽车工业中也能得到广泛的应用，汽车的制造中如果采用镁锂合金，汽车的重量可以减轻20-25%。镁锂合金的挤压件可以在汽车承载件、如座驾、窗框等方面使用。其截面面积非常小，可以减轻设备的自重。镁锂合金的密度非常小，而且其电磁屏蔽性能非常好，非常适合在便携式的电子电器通讯中使用，而且除了压铸的镁锂合金外，变形镁锂合金也是今后的发展趋势。镁锂合金在不同温度下固溶，其基体强化机制随温度升高由弥散强化逐渐转至固溶强化，并在500K左右达到塑性最大值；这种新的熔炼工艺制作出的镁锂合金通过不同温度轧制，可以生产出最大伸长率超过40%，最大抗拉强度达355MPa的2mm板材。

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