镁合金加工工业及技术的发展特点与趋势

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　　表8 中国2000-2006年镁的消费量及消费结构

　　3.镁合金加工技术的发展特点与趋势

　　3.1　国外镁合金材料研发特点

　　国外对于镁及其合金的研究开发较早，到目前镁及其合金材料的开发应用已进入相对比较成熟的阶段，并已达到产业化的工业规模。其中北美是目前镁及其合金材料用量最多的地区，其发展速度约为30%，而欧洲镁及镁合金产业的年发展速度达到了60%。但比较来看，国外不同国家和地区对于镁及其合金材料的开发应用仍然存在较大的差异，其中表现突出的仍然集中在德国、俄罗斯、美国、加拿大、日本等对镁合金研究开发较早的国家。

　　(1) 德国

　　德国发展镁合金历史悠久，早在1894年就开发出了Mg-Al合金，1934年德国镁及其合金的产量就已达到6000t。而且长期以来，尤其是1990年代以来，德国在镁合金压铸领域一直居世界领先地位。可以说，德国是推动镁合金发展特别是镁合金压铸发展先驱和主力军。为了解决镁合金压铸生产及加工中的各种关键技术难题，建立一套完整的镁合金压铸及加工的工业规范，并将镁合金压铸件进一步应用于汽车、计算机、航空、通讯、医疗和轻工等领域。在政府、企业和科研部门的共同努力下，取得了丰硕的成果，拓宽了镁合金在德国及欧盟工业领域的应用。

　　(2) 美国

　　美国是世界上镁资源丰富的国家之一，也是开发应用镁最早(1865年)国家之一。自1980年代以来，以汽车工业为龙头，美国镁合金材料的开发应用开始得到迅速发展。在过去的几十年里，福特、通用和克莱斯勒等著名汽车公司一直致力于新型镁合金和镁合金离合器壳体、转向柱架、进气歧管及照明夹持器等汽车零部件的开发应用，大大促进了镁合金的发展。也正是看到镁合金在应用中显示出的巨大优势，因此其研究和开发逐渐受到政府的关注和重视，1996年政府能源部与通用、福特和克莱斯勒三大集团签署了一项名为“PNGV”(新一代交通工具)的合作计划，目的在于生产出符合市场要求的节能轿车。政府的这一行为极大地促进了镁合金的开发及应用。此外，在汽车行业的带动下，镁合金在通讯、计算机等行业的应用也随之不断扩大。

　　(3) 日本

　　1980年代末期镁合金先进的低压金属型铸造装置在日本的开发成功，日本镁工业的发展十分迅速，并在镁合金的研究开发与应用上居世界领先地位。到目前，日本已基本形成了以官(政府投资)、产(镁合金生产企业、镁合金制品应用企业)、学(高等学校、国家研究所)为一体的镁合金研究开发队伍，并全方位地从基础到应用对镁合金及其制品展开了深入研究，研究内容涉及高性能镁合金的制造技术、镁合金加工设备制造技术、储氢镁合金的制备技术及镁合金的循环再生技术等，其中在原材料一次制造方面重点开展了快速凝固法、固相反应法和ECAE（词条“CAE”由行业大百科提供）等工艺的研究，在二次加工方面则重点开展了压延、挤压（词条“挤压”由行业大百科提供）、锻造、板材加工、焊接、表面处理等研究工作。

　　以这些技术为支撑，日本开发出了一系列镁合金压铸产品，如丰田汽车公司首先制造出了镁合金汽车轮毂、转向轴系统、凸轮罩等零部件;此外，三菱公司与澳大利亚工业科技合作，也开发出了超轻量镁合金发动机等。目前，日本的各家汽车公司都生产和应用了大量的镁合金壳体类零部件，而且日本正在开发6500kN、13000kN和18000kN等三种压铸机（词条“压铸机”由行业大百科提供），以便为大型镁合金零部件提供生产手段。此外，日本还在计算机、通讯等领域进行了镁合金的开发与应用，1997年3月，松下公司也开发出了新型便携式电脑外壳;同年，索尼公司也成功开发出了结构紧凑的数字摄像系统VTR的镁合金压铸件外壳。

　　目前，日本对于镁及镁合金的研究开发极为重视，如为了降低环境负担，使日本成为“循环性社会”，日本针对镁及镁合金正在开展以下研究工作：(a)室温条件下镁合金的变形;(b) 无余量热加工（词条“热加工”由行业大百科提供）;(c) 替代地球温暖化系数较高的SF6气体的其他压铸防燃保护气体的开发;(d)0.5mm厚度的便携式电子产品的镁合金外壳的生产;(e) 高可靠性表面处理和耐蚀性研究;(f)高可靠性、高环境适应性焊接方法研究;(j) 提高镁合金回收过程中的回收率技术;(h)利用玻璃、石灰等合成Mg2Si/MgO粒子等新型材料技术;(m)大尺寸镁合金原料或半成品材料的生产技术。

　　(4) 加拿大

　　加拿大镁资源丰富，镁产业十分发达，早就建设了几个世界级的大型原镁生产厂。目前该国生产的原镁纯度为世界之最，成本也极具竞争力。随着镁材应用领域的扩大，1995年与挪威海德鲁公司共建镁研究中心，其宗旨在于通过优化设计、新工艺和材质的研究开发，获得具有优良性能的镁合金压铸零部件，从而进一步拓宽镁合金的应用。在政府的参与下，加拿大镁合金的开发应用得到了突飞猛进的发展。

　　(5) 俄罗斯

　　前苏联对镁及镁合金的科学研究及生产工艺开发做了大量富有开拓性的工作，除成功研发出砂模铸造法、永久模铸造法、压铸法和无熔剂熔炼等镁合金铸造工艺外，还深入开展了高活性镁合金(镁-锂、镁-钇、镁-稀土)锭的铸造生产研究，并首次在世界上铸出了直径达700mm的镁合金锭，并模锻成直径3m的各种锻件。到目前，俄罗斯已形成了一个完整的镁矿开采-冶炼-镁合金研发与加工-废料再生的完整产业链，包括了铸锭加工、熔炼与圆锭铸造、挤压与热处理、应用与防腐蚀处理以及切削（词条“切削”由行业大百科提供）加工等。俄罗斯镁工业的成就促进了镁产品在汽车工业、光学器械工业、飞机制造业、航空航天工业等上的应用，如前苏联发射到月球上的登月车就是用镁合金制造的。

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