镁合金管材的成型工艺主要可以分为铸造法、塑性加工法和粉末冶金/增材制造法三大类。每种方法都有其特有的优缺点和适用范围。

以下是详细的分类介绍：

一、铸造法

这类方法通过液态金属成型，适合生产形状复杂、壁厚较厚的管坯，但通常需要后续的热处理或塑性加工来改善其组织性能。

挤压铸造

原理：将熔化的镁合金在高压下压入预热的模具型腔中，同时施加压力使其凝固。

特点：

可以生产尺寸精度较高、内部致密的管坯。

组织细密，力学性能较好。

适合中小批量生产，成本相对较高。

通常用于生产形状特殊、难以用其他方法成型的管材。

离心铸造

原理：将镁合金熔液浇入高速旋转的铸型中，利用离心力使金属液充满型腔并凝固成型。

特点：

非常适合生产长管、中空铸件，尤其适合有内孔或异形截面的管材。

可生产大口径薄壁管。

铸件组织致密，无缩松、气孔等缺陷。

需要专门的离心机设备。

连续铸造

原理：将镁合金熔液连续不断地注入水冷结晶器，拉出凝固的铸坯，再经二次冷却和矫直得到连续的管材。

特点：

生产效率高，可连续化生产。

能直接获得表面质量较好的铸管。

但铸态组织晶粒粗大，通常需要后续的挤压或轧制来细化组织、提高性能。常用于生产挤压用的铸棒或铸管坯料。

二、塑性加工法

这是目前生产高性能镁合金管材非常主要的方法。通过固态变形来改变材料的形状和性能。

轧制成型

原理：主要通过斜轧穿孔 和 周期轧管 等方法实现。

斜轧穿孔：将实心圆坯在两个倾斜布置的轧辊间旋转前进，并借助顶头的作用，在中心产生空腔，形成毛管。

周期轧管：使用带变截面孔型的轧辊和一个往复运动的芯棒，对毛管进行周期性的压下，从而减壁和延伸。

特点：

适合生产大直径、薄壁的镁合金管材。

生产效率高，可实现连续生产。

设备投资大，工艺控制复杂，对镁合金的高温塑性要求高（因为轧制温度通常在400°C以上）。

目前应用相对较少，但在特定领域有发展潜力。

拉拔成型

原理：将挤压或轧制得到的厚壁管坯，通过一个或多个拉模，在拉力作用下强制通过模孔，使管材截面减小、长度增加。

特点：

主要用于生产高精度、高表面质量的薄壁管。

可以准确控制管材的外径、内径和壁厚。

通常作为挤压或轧制后的精整工序，以获得成品尺寸和性能。

可分为空拉（只通过外模）和固定芯棒拉拔（同时通过外模和内模），后者能很好地控制壁厚精度。

内高压成形

原理：将预制的直管坯放入模具中，封闭两端后，向管内充入高压液体，同时辅以轴向进给冲头，使管材发生塑性变形，贴合模具型腔而成形。

特点：

用于生产具有复杂三维弯曲和凸台结构的空心轻量化构件。

一体成形，减少了零件数量和焊接工序，提高了结构强度和密封性。

是汽车等领域制造复杂镁合金管状零件的重要技术。

三、粉末冶金与增材制造法

这类方法代表了未来的发展方向，尤其适用于制造传统工艺难以实现的复杂结构。

粉末冶金

原理：将镁合金粉末装入特制的包套（芯模）中，经过压实、抽真空、热等静压或热挤压等工艺，以获得致密的管材。

特点：

可直接制备近净成形产品，减少机加工。

能使用常规方法难以加工的合金成分。

产品孔隙率可能较高，性能一致性有待提高，成本也较高。

增材制造

原理：包括电子束熔化 和 激光选区熔化 等。通过高能束逐层熔化镁合金粉末，直接“打印”出三维实体。对于管材，可以通过设计特定的扫描路径来制造。

特点：

在一体化制造、拓扑优化轻量化结构方面具有巨大优势。

目前面临的主要挑战是：镁粉易燃爆的安稳问题、成形件的残余应力与裂纹、以及表面质量和力学性能的各向异性等问题。尚处于研究和初步应用阶段。

选择哪种工艺取决于以下因素：

产品要求：尺寸、形状复杂度、性能（强度、韧性）、精度、表面质量。

生产批量：大批量宜选挤压、轧制；小批量或复杂件可选旋压、增材制造。

成本预算：传统挤压成本低，而旋压和增材制造成本高。

材料特性：镁合金的化学活性高，所有工艺都需考虑防火、防爆措施。