镁合金零件的机械加工与安全最新文档(可以直接使用，可编辑最新文档，欢迎下载）镁合金零件的机械加工与安全刘祖明黎前虎摘要：概述性介绍了多年来从事镁合金压铸件后处理技术研究中所总结的经验和压铸镁合金零件机械加工工艺及其材料、设备的影响等，以及其过程中所出现的安全问题的解决。关键词：镁合金零件机械加工安全前言2001年8月，我国将"镁合金应用与开发"列为国家计委和科技部联合下发的"十五"国家科技发展规划中材料领域的重点任务，同时"镁合金应用开发与产业化"作为十五计划的第一批项目正式启动。项目正式启动后一年多时间内，共投入国拨经费4100万元，吸引各方面资金近６亿元；全国共有21个省市自治区的４个研究院所、７所高校、20家企业直接参与了项目实施。随着“镁合金应用开发与产业化”项目的深入实施，企业在实际生产中出现了不少问题，有工艺上的，也有安全方面的，但大多数是国内镁合金压铸企业多为第一次接触镁合金，是由于对镁的不了解而造成的。本文将对镁合金压铸零件的机械加工工艺及安全操作规程进行概括性的介绍，以供参考。1、镁合金的机械加工密度为1.8g/cm3的镁合金，比铝合金轻36%、锌合金轻73%、钢轻77%，被公认为重量最轻的结构金属材料，也有较早机械加工历史。一般情况下选用镁合金是因为其重量很轻，但是，如果零件的机械加工量很大时，它良好的机械加工性能将成为一项极有价值的优势。小批量镁合金零件的机械加工可在手动操作的小型机床上进行，大批量高效率加工镁合金零件时，采用专用的大型自动化机械加工中心或计算机数控机床将更加经济。与那些机械加工性能较差的金属材料相比，切削性能良好的镁具有十分突出的优点，对于镁合金，可以在高切削速度和大进给量下进行强力切削，这样，机加工工时数就可以减少。因此，在完成同样的工作任务时，若采用镁合金作原材料，可以减少加工设备的台数，并节约基建投资，减少占地面积，降低劳动力成本和管理费用。1.1、镁合金切削功率消耗对镁合金进行加工时，单位体积切削量的功率消耗比其它常见金属都要低。在几种典型的切削加工速度下，各种金属相对于镁的功率消耗如表一所示：表一：镁合金与其它金属切削功率消耗比较（假定镁的功率消耗为1）金属相对功率消耗粗车时的切削速度（m/min）采用5-10mm钻头时的钻削速度（m/min）镁合金1.0可达1200150-500铝合金1.875-75060-400铸铁3.530-9010-40低碳钢6.340-20015-30镍合金10.020-905-20由于镁合金导热性好、切削力小，故加工过程中的散热速度很快，因而刀具寿命长，粘刀量少，从而可以降低刀具费用，缩短更换刀具所需的停机时间。因为镁易切削，其断屑性能十分良好，一般情况下只需经过一次精加工便可达到所要求的最终表面光洁度。1.2、镁材料因素对加工性能的影响镁的一些物理特牲对机械加工性能有较大的影响，如材料成份、零件形状、合金状态、比热、导热性、热膨胀等对切屑的形成、扭曲、变形的影响。下面分别说明：1.2.1、镁物理特性对切屑形成的影响。在机械加工过程中所形成切屑的类型，与材料成份、零件形状、合金状态及进给速度等因素相关。当采用单刃刀具进行镁合金的车、镗、刨、铣时，所产生的切屑可以分为三大类：在大进给量下形成粗大和断屑良好的切屑；在中等进给量下形成长度短和断屑良好的切屑；在小进给量下形成长而卷曲的切屑。1.2.2、镁物理特性对扭曲变形的影响。由于镁的比热高和导热性良好，磨擦产生的热量会迅速地扩散到零件的各个部分，因此，对镁合金进行切削加工时并不会产生较高的温度。但是，在高切削速度和进给量大的情况下，零件所产生的热量也时相当可观的，很可能因为温度过高而发生扭曲变形。1.2.3、热膨胀的影响。如果对成品零件的尺寸公差要求比较严格，则在设计中必须考虑到镁具有相当大的热膨胀系数这一影响因素，如果在上述加工条件下产生了相当多的热量，则很可能会影响到零件的加工精度。镁的热膨胀系数略高于铝，明显高于钢，在20-200℃范围内为26.6-27.4um/m·℃（与合金成份有关）。1.2.4、冷变形的影响。在机械加工过程中，镁零件很少发生因为冷变形引起的扭曲变形或翘曲。但刀具太钝、进给速度太慢、刀具在加工过程中有停顿以及其它引起零件过度发热的不当操作，都可能造成扭曲变形或翘曲。1.3、刀具对机械加工的影响1.3.1、刀具材料的影响。镁加工刀具材料的选择取决于所需完成的机加工量。小批量加工时，一般使用寿命特别长的普通碳钢刀具；大批量加工时，通常优先选用镶嵌硬质合金的刀具；当加工批量大和公差要求很严时，可以使用成本较高的镶金刚石刀头来省去繁琐的复位补尝调整工作。1.3.2、刀具设计的影响。加工钢和铝的刀具通常也适合于镁合