镁、镁合金、铝合金、锌合金的特性对比

镁Mg

镁的密度小，易于燃烧，这是由于它的物理、化学性质所决定的。20℃时金属镁

的密度是1.738g/cm3，液态金属镁的密度为1.58g/cm3；在标准大气压下，金属

镁的熔点是（650±1）℃，沸点为1090℃。在空气中加热时，金属镁在632℃～

635℃开始燃烧。因此决定了镁的制备及合金冶炼工艺比较复杂。工业用镁的纯

度可达到99.9%，但是纯镁不能用作结构材料，在纯镁中加入铝、锌、锂、锰、

锆和稀土等元素形成的镁合金具有较高的强度，可以作为结构材料广泛应用。镁

合金材料具有以下优点：

（1）重量轻 镁合金比重在所有结构用合金中属于最轻者，它的比重为铝合

金的６８％，锌合金的２７％，钢铁的２３％，它除了做３Ｃ产品的外壳、内部

结构件外，还是汽车、飞机等零件的优秀材料。

（2）比强度、比刚度高 镁合金的比强度明显高于铝合金和钢，比刚度与铝

合金和钢相当，而远远高于工程塑料，为一般塑料的10倍。

（3）耐振动性好 在相同载荷下，减振性是铝的100倍，钛合金的300～500

倍。

（4）电磁屏蔽性佳 3Ｃ产品的外壳（手机及电脑）要能够提供优越的抗电磁

保护作用，而镁合金外壳能够完全吸收频率超过１００ｄｂ的电磁干扰。

（5）散热性好 一般金属的热传导性是塑料的数百倍，镁合金的热传导性略

低于铝合金及铜合金，远高于钛合金，比热则与水接近，是常用合金中最高者。

（6）质感佳 镁合金的外观及触摸质感极佳，使产品更具豪华感。

（7）可回收性好 只要花费相当于新料价格的4%，就可将镁合金制品及废料

回收利用。

（8）稳定的资源提供 镁元素在地壳中的储量居第八位，大部分的镁原料自

海水中提炼，所以它的资源稳定、充分。

镁合金压力铸造的优点有：

高的生产率；

高精度；

好的表面质量；

精细的铸件晶粒；

可压铸薄壁和复杂结构的产品。0.6mm厚度

镁合金压铸和铝合金压铸相比：

生产率高50%；

可使用钢模，延长服务寿命；

更低的潜热，节省能量；

好的机加工性；

模具成本节省50%；

熔体具有更高的流动性。

镁合金压力铸造也有一些不利的方面，例如：

由于极高的液体填充速度和凝固速度，易产生卷入性气孔；进胶，排气

和冷料处理尤为重要。

铸件不能太厚，壁厚只能局限于一定的尺寸；

便宜的压铸合金，有限的机械性能；

有限的可使用压铸合金种类；一般手机行业用AZ91D

由于铸件晶粒尺寸细小，抗蠕变能力较差；

抗蠕变的Mg-Al-RE镁合金的铸造性较差，而且昂贵；

不能进行热处理；

不适合焊接。需要用保护气体

铝合金

ADC-12(ADC-12含硅高，流动性好易于压铸）

我个人认为铝合金和镁合金没有太大的区别，只是铝合金稍重一些。加工性比较

粘。而且压铸的铝合金由于含有较高成分的Si，所以在做Anodizing（阳极氧化）

时，直接与药液产生反应。以致失败。镁合金是可以的，而且颜色比较鲜艳，在

我做过的项目中就有用Anodizing做后期外观工艺的。不过，不是每一家都能做

的。

锌合金的特点

通常用于电镀的锌基合金材料的牌号为ZnAl 4-1, 成分( %): Al 3.5～4. 9 ,Cu

0.75～1.25, Mg 0.03～0.08, 余量为Zn。

1. 比重大。

2. 铸造性能好，可以压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光滑。

3. 可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆。

4. 熔化与压铸时不吸铁，不腐蚀压型，不粘模。

5. 有很好的常温机械性能和耐磨性。

6. 熔点低，在385℃熔化，容易压铸成型。

使用过程中须注意的问题：

1. 抗蚀性差。

当合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时，导致铸件老化而发生变形，表现

为体积胀大，机械性能特别是塑性显著下降，时间长了甚至破裂。

铅、锡、镉在锌合金中溶解度很小，因而集中于晶粒边界而成为阴极，富铝的固

溶体成为阳极，在水蒸气（电解质）存在的条件下，促成晶间电化学腐蚀。压铸

件因晶间腐蚀而老化。

2. 时效作用

锌合金的组织主要由含Al和Cu的富锌固溶体和含Zn的富Al固溶体所组成，它

们的溶解度随温度的下降而降低。但由于压铸件的凝固速度极快，因此到室温时，

固溶体的溶解度是大大地饱和了。经过一定时间之后，这种过饱和现象会逐渐解

除，而使铸件的形状和尺寸略起变化。

3. 锌合金压铸件不宜在高温和低温（0℃以下）的工作环境下使用。锌合金在

常温下有较好的机械性能。但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降。

镁合金的特性

① 质轻 镁的比重只有1.8G/CM3,铝合金的比重为2.7G/CM3，镁合金比

铝合金轻30%，比钢轻80%。所以，汽车及手提电子产品中镁合金已成为零件制

造成理想材料。

② 强度 镁合金在金属及塑料等工程材料中，具有极佳的强度/重量比。

屈服强度160MPa ，抗拉强度

240MPa

③ 压铸性 在保持良好的结构条件下，镁合金允许铸件壁厚最小达到0.

6mm，这是塑料在相同强度下无法达到的。铝合金的压铸性能也要在1.2-1.5mm

以上时才能与镁合金相比。镁合金较易压铸成型，适合大批量压铸生产（生产速

度可达铝的1.5倍）。此外，镁合金模的磨损也较铝为低。主要原因就是铝的粘

度高。

④ 减震 镁有极好的滞弹吸震性能，可吸收震动和噪音，用作设备机壳

可减少噪音传递、预防冲击和防止凹陷损坏。作为LCD或是LED的背板是好的。

⑤ 刚性 镁的刚性为铝的2倍并比大部分塑胶为高。镁有良好的抗应力

阻力。

⑥ 高电磁干扰屏障 镁合金有良好的阻隔电磁波功能，适合生产电子产

品。

⑦ 良好的切削性能 镁比铝和锌有更好的切削性，使镁成为更易切削加

工的金属材料。

⑧ 镁合金的比热容较小，合金液的冷却速度快。

⑨ 镁合金和模具钢材的亲和力小，不易粘附模具。

3、压铸模具

好的压铸模具取决于高超的设计。

压铸模具上一种复杂的设备，需要完成多项功能。由此决定产品的尺寸、大小及

形状。压铸模具比较少用滑块，但是一些特殊结构又是不可避免的。使用滑块增

加了压铸的灵活性和多样性，可以压铸出较复杂外形的零件。流道和水口系统的

几何形状决定了模具的填充性能。模具的热条件决定了零件的固化速度和方式，

并可以用于调整微观结构和产品品质。

压铸模具的材料必须能经受热冲击的钢材制成，因为模具的产品成型部分即模芯

是和熔化的金属直接接触的，大致要有640-660度。而常用的材料多为SKD61或

是8407。供应商提供的物料多是球形碳颗粒的软化退火状态，在机加工后，经

过淬火及退火，使其硬度达到46-48HRC。模架部分多为低碳钢或是中碳钢，一

般用45#钢。

镁合金和铝合金相比具有更低的热容，大致在2/3，其铁的含量也很低，因此模

具的寿命相对铝合金模具会稍长一些。

1,钛合金

钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体：882℃以下

为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。合金元素根据它们对相

变温度的影响可分为三类：①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,

有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高

温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。②稳定β相、降低相变温度的

元素为β稳定元素，又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等；后者

有铬、锰、铜、铁、硅等。③对相变温度影响不大的元素为中性元素，有锆、锡

等。

2,铝合金

以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、

铁、钛、铬、锂等。

铝合金密度低，但比强度高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，

具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。

铝合金分两大类：铸造铝合金，在铸态下使用；变形铝合金，能承受压力加工，

力学性能高于铸态。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器

材、日常生活用品、建筑用门窗等。

铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金又分为不可热

处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理

来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高

纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热

处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。

铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。

铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金和铝锌合金。

3,镁合金

以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小（1.8g/cm3左右），比

强度高，弹性模量大，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱

的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使