镁合金铸造发展动向.docVIP

/focus/trade/trade073.html 镁合金铸造发展动向 摘 要 近年来，世界各国高度重视镁合金的研究开发，加强镁合金在汽车、计算机、通讯及航空航天领域的应用开发研究，镁合金被誉为21世纪的绿色工程材料，大规模开发利用镁合金的时代已经到来。本文介绍了镁合金开发应用产业化的动向，分析了镁合金铸造技术的特点，并提出了加速我国镁合金铸造业发展的几点建议。□ 曾大本 唐靖林 一．镁合金产业化加速发展 自20世纪90年代初开始，国际上主要金属材料的应用发展趋势发生了显著变化，钢铁、铜、铅、锌等传统材料的应用增长缓慢，而以镁合金 为代表的轻金属材料异军突起，以每年20％的速度持续增长。镁在地球上储量丰富，镁合金具有比重小(比重1．8，为铝的2／3，钢的1／4)、比强度高、良好的导热性、再生利用和电磁屏蔽能力强等特点。表1为镁合金、铝合金、钢铁和塑料物理和机械性能的比较。近年来，随着阻碍镁合金大量应用的价格和技术两大瓶颈的突破，镁合金的应用领域迅速扩展，许多发达国家已将镁合金列为研究开发的重点，镁合金被誉?quot;21世纪的绿色工程材料。纵观世界镁合金产业化的进程，不难看出大 规模开发利用镁合金的时代已经到来，其突出表现为以下几点。 表1 几种材料力学性能比较 1 镁合金压铸件需求明显增长，据不完全统计，1990年全球产镁25万吨；2000年达50万吨。专家预测，到2005年可望达到90万吨，2010年150万吨。根据国际镁协会(1MA)对西方市场镁消费分析(表2)表明，近／乙年，约有43％的镁作为添加元素配制铝合金用，其用量每年略有增长。但作为压铸用的镁量急剧上升，1999年压铸用镁量比1997年提高了40％，比1998年提高了21％。镁合金压铸的大规模开发与应用起源于汽车领域，进入20世纪80年代，由于对汽车轻量化、节能等方面的紧迫要求，北美的福特、通用等汽车制造公司率先投入了大量的人力、物力，用于替代钢、铝合金等汽车用镁合金压铸零部件的研制，并成功地将研究成果用于生产，减轻了汽车的净重，提高了汽车性能。紧接着欧洲和日本的一些有名的汽车厂商也相继开始了各自的镁合金研究发展计划，这些工作极大地促进了镁合金压铸技术的发展，目前至少已有60余种镁合金压铸零部件应用于汽车行业，其消费量占压铸用镁量的80％。根据汽车燃油经济性和环保法规的要求，现发达国家许多汽车制造厂商计划在不久将每台车采用40～100kg的镁合金构件。预计今后10年汽车用镁量并将以15％速度递增，至2005年将达到20万吨。 应用领域 消费量（吨） 1997年 1998年 1999年 铝合金添加元素 146，100 154，400 159，800 压铸 95，300 110，100 133，400 脱硫 47，950 48，200 41，700 电化学 18，900 10，000 11，200 化学应用 6，700 6，800 5，200 金属还原 5，600 4，900 2，400 重力铸造 2，100 2，600 2，000 变形镁合金 3，900 4，500 4，100 球化剂 11，300 11，750 8，900 其它用途 6，350 7，500 6，800 总量 334，200 360，250 375，500 ﹡源自国际镁协会的西方市场统计数据，包括从CLS和中国进入西方市场的镁，但没有包括CLS和中国内部使用的镁。 进入90年代后，以日本和我国台湾的一些有实力的企业为代表，将镁合金压铸件的开发应用扩展到通讯、计算机和轻工业等领域，以满足市场对电子和通讯等产品的高度轻量化、薄壁化、小型化和利于再生的要求。镁合金外壳及其结构件已成为许多产品的最佳选择，成为拉动全球镁消费增长的另一个重要因素。图1为世界压铸镁合金需求的发展趋势。图1 压铸镁合金需求的发展趋势（由国际镁协会提供） 2 各国政府高度重视镁合金的开发应用，美国、德国、澳大利亚、日本、加拿大、新西兰等发达国家1990年后相继出台了各自的镁研究计划，投资数10亿美元，协调各方面力量联合攻关。如1996年美国联邦政府能源部与国内通用等三大汽车集团签署了一项名为PNGV（新一代交通工具）的合作计划，旨在采用更多的新技术、新材料生产出重轻、耗油少、符合环保要求的新一代轿车；1997年德国科技教育部（BMBF）牵头，联合大众汽车公司等50余家企业和5所大学研究所，投资3000万马克，进行为期3年的MADICA（镁合金压铸）攻关计划，以解决镁和镁合金生产、镁合金压铸等生产中的关键技术难题，建立起一套完整的镁合金压铸及加工的工艺规范，并将镁合金压铸件进一步应用于汽车及其它领域。镁合金结构件应用举例如表3所示。 表3 镁合金结构件应用举例 应用领域 用 途 航