引言：挤压是镁合金主要的塑性加工技术之一，但是镁合金的挤压速率(一般为1~12 m/min)远低于铝合金。如Az31合金应为6063铝合金挤压速度的1/3以下，中空型材（管材）的挤压速度为实心的1/3-1/5。挤压速率慢导致生产效率低，加工成本高，阻碍变形镁合金广泛应用。从新合金成分设计的角度可实现高速挤压。所报道的高速挤压镁合金有：Mg-Al-Ca-Mn-Zn、Mg-Ca-Mn、Mg-Bi、Mg-Zn-Ca-Mn、Mg-Bi-Sn-Al-Ca、Mg-Al-Mn-Ca-Sn、Mg-Al-Zn-Mn-Li-Zr、Mg-Al-Mn-Si-Ce-Y-Sr-Sb、Mg-Bi-Al-Zn-Mn、Mg-Al-Sn-Ca-Mn、Mg-Zn-RE、Mg-Cu-Mn-Ca等。
合金成分设计
1、 日本国立物质材料研究所（NIMS）与国立长冈技术科学大学共同发明了新型高强度变形镁合金（Mg-1.1Al-0.3Ca-0.2Mn-0.3Zn,wt%，AXMZ1000）。AXMZ1000镁合金对挤压速率敏感性较低，可以采用高速挤压，其常温下成型性能可与中等强度的铝合金媲美。高速挤压AXMZ1000变形镁合金有望在汽车座椅（车身系统）等部件上获得应用。最大挤压速度超过30m/min，且热处理后强度可以达到6系铝合金水平。
2、东北大学开发了可用于快挤压的高强Mg-2Sn-2Ca合金(坯料直径45 mm)，挤压速率可以达到3.6~15.6 m/min。
3、哈工大等在24 m/min的条件下成功挤压不同Zn含量的Mg-0.3Ca-0.1Mn合金(坯料直径43 mm)，当Zn含量为0.2%时，甚至可以在60 m/min的条件下挤压出表面无缺陷的板材。低含量Mg-Ca-Mn-xZn合金在高速挤压镁合金方面具有很大的潜力。
4、张景怀和巫瑞智等研发了低合金化Mg–2RE–0.8Mn–0.6Ca–0.5Zn (wt%，RE = Sm或Y)合金，实现了相对高速的6 m/min相对高速的Mg-RE挤压（These as-cast ingots were extruded from 80 to 16 mm in diameter with a high die-exit speed of 6 m/min.）
5、韩国镁合金研究进展综述：介绍了韩国镁研究的最新进展，重点关注可实现高生产率和强度的高速可挤压镁铋基合金、利用 {10-12} 孪晶改善机械性能的创新技术以及合金化以及增强耐腐蚀性的加工方法。高合金镁铋基合金具有热稳定的α -Mg基体和第二相，可确保这些合金在高温下高速挤压而不会产生热裂纹。因此，它们表现出出色的挤出性能，最大挤出速度高达 70 m/min。此外，它们的高合金含量即使在高速挤压后也能通过强大的固溶硬化和颗粒硬化效应提供优异的强度，使其适合高性能挤压镁产品。
5、专利：一种低成本高速挤压镁合金材料及其制备工艺(Mg-Zn-Ca-Mn体系)。本发明公开了一种低成本高速挤压镁合金材料及其制备工艺,属于金属材料技术领域;挤压材的化学成分按重量百分比计为:Zn 0.1～0.9%,Ca 0.1～0.5%,Mn 0～0.5%,而且合金元素总含量不超过1.5wt.%,其余为Mg以及不可避免的杂质;采用挤压出口速度不小于24m/min的速度生产,挤压生产效率高,降低了挤压材的成本,挤压材表面光滑,无任何表面裂纹,保障了挤压材成品率;同时挤压材具有弱的非基面织构,其最大极密度值≤4.本发明的挤压材的合金元素含量低,不含稀土元素及其他贵金属元素,成本低。
6、专利：一种低成本可高速挤压的高强韧变形镁合金及其制备方法(Mg-Bi-Sn-Al-Ca体系)。本发明为一种低成本可高速挤压的高强韧变形镁合金及其制备方法.该合金为MgBiSnAlCa镁合金,其组分的质量百分比为:Bi 24wt%,Sn 24wt%,13%Al,0.050.5%Ca,其余为镁;并且,合金中质量比Bi:Sn=0.81.2:1.本发明可用于进行挤压速度高达25m/min的高速挤压生产,提高生产效率同时降低生产成本,挤压终了产品晶粒均匀细小且基体中弥散有大量第二相,具有较好的综合力学性能,同时有较好的阻燃性能。
7、专利： 一种可高速挤压耐热镁合金及其制备方法。本发明公开了一种可高速挤压耐热镁合金 及其制备方法，包括0.9 wt%Bi、0.8 wt%Mn、1.0 wt%Al、0.4 wt%Ca、0.3 wt%Zn，余量为镁；本发明 具备良好的耐热性和低温高速挤压成形能力。
8、专利：用于高速挤压的变形镁合金。本发明公开了一种用于高速挤压的变形镁合金，包括：其组成按质量百分比计为：Al 5-7％、Zn 2-3％、Mn 7-9％、Li 3-4％、Zr 1-3％，其余为镁及不可避免杂质。该镁合金的挤压速度可以达到20m/min，抗拉强度248-275MPa，屈服强度142～178MPa，延伸率18～23.8％。其中变形镁合金的晶粒细度小于15μm。
9、专利：用于高速挤压的变形镁合金及其制备方法。一种金属加工技术领域的用于高速挤压的变形镁合金及其制备方法，该合金的组分的重量百分比为：2-9％Al、0.1-1％Mn、0.1-3％Si、0.1-2％Ce、0.1-1％Y、0.1-1％Sr、0.1-1％Sb，其余为Mg9995。本发明制备所得合金可进行挤压速度不小于15m/min的高速挤压生产，在挤压过程中不会熔解，挤压终了产品具有较高的力学性能，适用于车窗框架、座椅骨架等汽车部件；还可以挤压成棒材，作为航空航天领域的零部件坯料。
10、专利：一种可高速挤压的变形镁合金及其制造方法，该合金的组分的重量百分比为：bi2～10％、al0.5～5％、zn0.1～2％、mn0.1～1％，其余为镁及不可避免的杂质元素。该合金可进行的挤压速度不小于20m/min，抗拉强度为321～330mpa，屈服强度为241～276mpa，延伸率为11～14％。
11、专利：一种可高速挤压的高强度变形镁合金及其制备方法。Mg-Al-Sn-Ca-Mn。该镁合金材料中不含稀土元素，在低成本的同时，既提高了镁合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率性能，同时实现了超过40m/min的高速挤压。
12、专利：
13、专利：具有优异挤压加工性能与强塑性能的镁合金及其制备方法。具有优异挤压加工性能与强塑性能的镁合金及其制备方法，该合金为Mg‑Cu基合金，其组分质量百分比为：Cu：0.2~1.8％，Mn：0.25~0.7％，Ca：0.1~0.7％，其余为镁、添加元素和不可避免的杂质，所述的添加元素为Zn、Al中的一种或一种以上的组合，加入量按百分比计为：Zn：0~1.2％，Al：0~2.0％。制备方法包括：熔炼、浇注、热处理和挤压加工。本发明合金最高挤出速度高达80m/min，同时挤出产品晶粒细小且有大量细小强化相，力学性能良好；可挤压出直径为1.2mm的丝材。本发明合金成分简单，挤压加工成形性能和力学性能优异，可用于高品质轻量化结构件等领域。
14、专利：一种可高效挤压低成本高性能导热镁合金及其制备方法。其化学成分重量百分比为：Al0.1～0.8wt％，Ca0.1～0.6wt％，Mn0.1～0.6wt％，La0.05～0.4wt％，其余为Mg以及不可避免的杂质。本发明的低成本高性能导热镁合金的密度小于1.78g/cm3，可以进行最高挤压出口速度不小于20m/min的快速挤压生产，挤压终了产品室温导热系数均大于125W/(m*K)，且具有优异的综合力学性能，以应用于航空航天、计算机、通讯和消费类电子产品以及LED照明产品的散热系统结构材料以及医疗、福祉和户外运动器械的结构件材料。
展望：
探索低合金化镁合金高效成形技术。镁合金板(型)材的工业化生产至今仍面临很多挑战，亟需探索出既能提高镁合金力学性能，又能满足实际生产需求的塑性变形加工技术。对于铸轧、挤压、轧制等生产成本低、工艺稳定的变形技术进行深入的研究，调控制备工艺参数，使合金获得最优的力学性能，早日实现低合金化镁合金的产业化应用。考虑到产业化应用，亟需开发适合大规格直径(如直径≥ 200 mm)铸锭的快速挤压成形合金体系和挤压技术。
参考文献：
[1] 王慧远等，低合金化高性能变形镁合金研究现状及展望，金属学报，2021.
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