浅谈轻合金材料及加工技术的发展现状与趋势

通常把密度p≤4.5 g/cm3的金属叫轻金属，用轻金属制造的合金称之为轻合金。将轻金属及其合金经铸造（包括压铸）、塑性成形或其他方法（如沫法、复合法、半固态成形法等）制成的材料称为轻合金材料。轻合金材料具有一系列的优越特点，使之成为国防及国民经济各部门的重要基础材料，特别是现代通运输的理想材料，其主要特性指标见下表。
项目 铝合金(6005 AT6) 镁合金( AZ63T6)) 钛合金( Ti-6Al-4V) 不锈钢 普通钢
力学性能σb/MPa 320 220 1270 520 255
弹性模量E/GPa 75.5 45.0 110.0 190.0 210.0
密度ρ/g•cm-3 2.70 1.70 4.50 7.80 7.80
比强度』b/p 高 高 很高 中等 低
导热性 高 较高 低 中等 中等
表面处理 良好 可以 可以 可以 中等
耐腐蚀性 好 —般 很好 较好 差
焊接性 很好 较好 中等 薄板易变形 易变形
制作方法 适于各种加工方法 主要为铸造法 中等 主要为轧制法 主要为轧制法
加工性能 良好 中等 中等 好 好
来源 无锡市瀚超特殊钢有限公司《合金模具钢质量手册》。

其优越性如下：
⑴、密度小，便于交通工具轻量化。镁的密度1.70g/cm3，铝的密度为2.70g/cm3，钛的密度为4.50g/cm3，和钢与铜的密度相比小得多（铜的密度为8.9g/cm3）。
⑵、力学性能高，比强度、比弹性模量高。轻合金材料的比强度大大高于钢铁。这不仅有利于轻量化，而且便于运输和安装。
⑶、抗腐蚀，易表面处理，美观耐用。由于铝材的表面可自然产生一层很薄的氧化铝保护膜，且硬度高不易破损，在大气中有很好的防腐能力，因此，铝质车体（船体）比容易生锈的钢质车体（船体）的耐腐蚀性能优越得多，特别是那些不易触及（涂漆喷粉）到的部位，如覆盖面、箱型结构件以及某些内部梁柱等处的防腐，铝结构件显示出了更加明显的优越性，甚至比不锈钢构件也更优越得多。铝合金具有优良的表面处理能力，可采用阳极氧化处理，也可采用化学上色、喷漆、上漆等处理方法，这不仅大大提高了耐腐蚀性，而且使表面色彩调和、美观耐用，因此是建筑门窗等的主要装饰材料。钛合金的抗腐蚀性能不仅远远高于钢铁，也高于铝合金，即使在潮湿高温的大气环境中和海水腐蚀条件下也是有非常优秀的耐腐蚀性能。镁合金的耐腐蚀性能虽然较差，但最近开发出了多种耐腐蚀镁合金，特别是镁合金的铸件和压铸件具有良好的耐腐蚀性。
⑷、耐火与耐电弧特性特性比钢好。尽管铝( 660℃)、镁( 650℃)的熔点远远比钢(1500℃)的熔点低，但铝和镁有良好的导热性，故其散热能力反而比钢好。了解更多有关轻合金工模具发展动态，敬请关注无锡瀚超合金模具钢网站www.alloy-mould-steel.com。
⑸、轻合金的加工性能好，便于制造和维修。轻合金具有非常良好的铸造、塑性成形、机械加工、焊合与表面涂敷性能，因此很方便铸造压（成铸）成各种薄壁复杂的铸件和压铸件，塑性加工成各种规格的复杂实心与空心型材。
⑹、易于回收和重复使用。特别是铝的回收率比钢铁大得多。
⑺、资源丰富。铝、镁、钛在自然界中分布极广，分别占地壳重量的7.45%、2.34%和0.61%，在金属元素中分别占据第一、第六和第七位。随着科学技术的进步和冶金方法的创新，轻金属的产量会不断增加，成本会不断下降。

推荐应用于轻合金挤压的热挤压模具钢钢种：DAC55、YXR3、YXR33、Orvar Supreme、QRO 90 Supreme、Dievar、DH31-S、DH31-EX、DRM1、DRM2、DRM3、1.2367、HD(4Cr3Mo2NiVNb)、Y4(4Cr3Mo2MnVNbB)、Y10(4Cr5Mo2MnVSi)、GR(4Cr3Mo3W4VNb)等。

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资料来源：无锡市瀚超特殊钢有限公司合金模具钢营业部
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