鎂合金鑄造發(fā)展動(dòng)向

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1、www.foundrynet.com.cn/focus/trade/trade073.html鎂合金鑄造發(fā)展動(dòng)向摘要近年來(lái)，世界各國(guó)高度重視鎂合金的研究開(kāi)發(fā)，加強(qiáng)鎂合金在汽車(chē)、計(jì)算機(jī)、通訊及航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究，鎂合金被譽(yù)為"21世紀(jì)的綠色工程材料"，大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用鎂合金的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。本文介紹了鎂合金開(kāi)發(fā)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化的動(dòng)向，分析了鎂合金鑄造技術(shù)的特點(diǎn)，并提出了加速我國(guó)鎂合金鑄造業(yè)發(fā)展的幾點(diǎn)建議?！踉蟊咎凭噶忠唬V合金產(chǎn)業(yè)化加速發(fā)展自20世紀(jì)90年代初開(kāi)始，國(guó)際上主要金屬材料的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)發(fā)生了顯著

2、變化，鋼鐵、銅、鉛、鋅等傳統(tǒng)材料的應(yīng)用增長(zhǎng)緩慢，而以鎂合金為代表的輕金屬材料異軍突起，以每年20％的速度持續(xù)增長(zhǎng)。鎂在地球上儲(chǔ)量豐富，鎂合金具有比重小(比重1．8，為鋁的2／3，鋼的1／4)、比強(qiáng)度高、良好的導(dǎo)熱性、再生利用和電磁屏蔽能力強(qiáng)等特點(diǎn)。表1為鎂合金、鋁合金、鋼鐵和塑料物理和機(jī)械性能的比較。近年來(lái)，隨著阻礙鎂合金大量應(yīng)用的價(jià)格和技術(shù)兩大瓶頸的突破，鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)展，許多發(fā)達(dá)國(guó)家已將鎂合金列為研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)，鎂合金被譽(yù)?quot;21世紀(jì)的綠色工程材料"?？v觀(guān)世界鎂合金產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程，不難看

3、出大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用鎂合金的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，其突出表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。表1幾種材料力學(xué)性能比較1鎂合金壓鑄件需求明顯增長(zhǎng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1990年全球產(chǎn)鎂25萬(wàn)噸；2000年達(dá)50萬(wàn)噸。專(zhuān)家預(yù)測(cè)，到2005年可望達(dá)到90萬(wàn)噸，2010年>150萬(wàn)噸。根據(jù)國(guó)際鎂協(xié)會(huì)(1MA)對(duì)西方市場(chǎng)鎂消費(fèi)分析(表2)表明，近／乙年，約有43％的鎂作為添加元素配制鋁合金用，其用量每年略有增長(zhǎng)。但作為壓鑄用的鎂量急劇上升，1999年壓鑄用鎂量比1997年提高了40％，比1998年提高了21％。鎂合金壓鑄的大規(guī)模開(kāi)發(fā)與應(yīng)用起源于汽車(chē)領(lǐng)域

4、，進(jìn)入20世紀(jì)80年代，由于對(duì)汽車(chē)輕量化、節(jié)能等方面的緊迫要求，北美的福特、通用等汽車(chē)制造公司率先投入了大量的人力、物力，用于替代鋼、鋁合金等汽車(chē)用鎂合金壓鑄零部件的研制，并成功地將研究成果用于生產(chǎn)，減輕了汽車(chē)的凈重，提高了汽車(chē)性能。緊接著歐洲和日本的一些有名的汽車(chē)廠(chǎng)商也相繼開(kāi)始了各自的鎂合金研究發(fā)展計(jì)劃，這些工作極大地促進(jìn)了鎂合金壓鑄技術(shù)的發(fā)展，目前至少已有60余種鎂合金壓鑄零部件應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)，其消費(fèi)量占?jí)鸿T用鎂量的80％。根據(jù)汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保法規(guī)的要求，現(xiàn)發(fā)達(dá)國(guó)家許多汽車(chē)制造廠(chǎng)商計(jì)劃在不久將每臺(tái)

5、車(chē)采用40～100kg的鎂合金構(gòu)件。預(yù)計(jì)今后10年汽車(chē)用鎂量并將以15％速度遞增，至2005年將達(dá)到20萬(wàn)噸。應(yīng)用領(lǐng)域消費(fèi)量（噸）1997年1998年1999年146，100154，400159，800鋁合金添加元素壓鑄95，300110，100133，400脫硫47，95048，20041，700電化學(xué)18，90010，00011，200化學(xué)應(yīng)用6，7006，8005，200金屬還原5，6004，9002，400重力鑄造2，1002，6002，000變形鎂合金3，9004，5004，100球化劑11，3

6、0011，7508，900其它用途6，3507，5006，800總量334，200360，250375，500﹡源自國(guó)際鎂協(xié)會(huì)的西方市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括從CLS和中國(guó)進(jìn)入西方市場(chǎng)的鎂，但沒(méi)有包括CLS和中國(guó)內(nèi)部使用的鎂。進(jìn)入90年代后，以日本和我國(guó)臺(tái)灣的一些有實(shí)力的企業(yè)為代表，將鎂合金壓鑄件的開(kāi)發(fā)應(yīng)用擴(kuò)展到通訊、計(jì)算機(jī)和輕工業(yè)等領(lǐng)域，以滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)電子和通訊等產(chǎn)品的高度輕量化、薄壁化、小型化和利于再生的要求。鎂合金外殼及其結(jié)構(gòu)件已成為許多產(chǎn)品的最佳選擇，成為拉動(dòng)全球鎂消費(fèi)增長(zhǎng)的另一個(gè)重要因素。圖1為世界壓鑄鎂

7、合金需求的發(fā)展趨勢(shì)。圖1壓鑄鎂合金需求的發(fā)展趨勢(shì)（由國(guó)際鎂協(xié)會(huì)提供）2各國(guó)政府高度重視鎂合金的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，美國(guó)、德國(guó)、澳大利亞、日本、加拿大、新西蘭等發(fā)達(dá)國(guó)家1990年后相繼出臺(tái)了各自的鎂研究計(jì)劃，投資數(shù)10億美元，協(xié)調(diào)各方面力量聯(lián)合攻關(guān)。如1996年美國(guó)聯(lián)邦政府能源部與國(guó)內(nèi)通用等三大汽車(chē)集團(tuán)簽署了一項(xiàng)名為"PNGV"（新一代交通工具）的合作計(jì)劃，旨在采用更多的新技術(shù)、新材料生產(chǎn)出重輕、耗油少、符合環(huán)保要求的新一代轎車(chē)；1997年德國(guó)科技教育部（BMBF）牽頭，聯(lián)合大眾汽車(chē)公司等50余家企業(yè)和5所大學(xué)研究所

8、，投資3000萬(wàn)馬克，進(jìn)行為期3年的"MADICA"（鎂合金壓鑄）攻關(guān)計(jì)劃，以解決鎂和鎂合金生產(chǎn)、鎂合金壓鑄等生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)難題，建立起一套完整的鎂合金壓鑄及加工的工藝規(guī)范，并將鎂合金壓鑄件進(jìn)一步應(yīng)用于汽車(chē)及其它領(lǐng)域。鎂合金結(jié)構(gòu)件應(yīng)用舉例如表3所示。表3鎂合金結(jié)構(gòu)件應(yīng)用舉例應(yīng)用領(lǐng)域用途航空航天領(lǐng)域飛機(jī)：機(jī)身、發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)彈、宇宙探查：火箭、發(fā)射臺(tái)、衛(wèi)星及探查、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)儀器：陀螺儀、罩、雷達(dá)零件及波導(dǎo)管、電氣裝置、地面控制裝置原