鎂合金加工工業及技術的發展特點與趨勢

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　　表8 中國2000-2006年鎂的消費量及消費結構

　　3.鎂合金加工技術的發展特點與趨勢

　　3.1　國外鎂合金材料研發特點

　　國外對于鎂及其合金的研究開發較早，到目前鎂及其合金材料的開發應用已進入相對比較成熟的階段，并已達到產業化的工業規模。其中北美是目前鎂及其合金材料用量最多的地區，其發展速度約為30%，而歐洲鎂及鎂合金產業的年發展速度達到了60%。但比較來看，國外不同國家和地區對于鎂及其合金材料的開發應用仍然存在較大的差異，其中表現突出的仍然集中在德國、俄羅斯、美國、加拿大、日本等對鎂合金研究開發較早的國家。

　　(1) 德國

　　德國發展鎂合金歷史悠久，早在1894年就開發出了Mg-Al合金，1934年德國鎂及其合金的產量就已達到6000t。而且長期以來，尤其是1990年代以來，德國在鎂合金壓鑄領域一直居世界領先地位。可以說，德國是推動鎂合金發展特別是鎂合金壓鑄發展先驅和主力軍。為了解決鎂合金壓鑄生產及加工中的各種關鍵技術難題，建立一套完整的鎂合金壓鑄及加工的工業規范，并將鎂合金壓鑄件進一步應用于汽車、計算機、航空、通訊、醫療和輕工等領域。在政府、企業和科研部門的共同努力下，取得了豐碩的成果，拓寬了鎂合金在德國及歐盟工業領域的應用。

　　(2) 美國

　　美國是世界上鎂資源豐富的國家之一，也是開發應用鎂最早(1865年)國家之一。自1980年代以來，以汽車工業為龍頭，美國鎂合金材料的開發應用開始得到迅速發展。在過去的幾十年里，福特、通用和克萊斯勒等著名汽車公司一直致力于新型鎂合金和鎂合金離合器殼體、轉向柱架、進氣歧管及照明夾持器等汽車零部件的開發應用，大大促進了鎂合金的發展。也正是看到鎂合金在應用中顯示出的巨大優勢，因此其研究和開發逐漸受到政府的關注和重視，1996年政府能源部與通用、福特和克萊斯勒三大集團簽署了一項名為“PNGV”(新一代交通工具)的合作計劃，目的在于生產出符合市場要求的節能轎車。政府的這一行為極大地促進了鎂合金的開發及應用。此外，在汽車行業的帶動下，鎂合金在通訊、計算機等行業的應用也隨之不斷擴大。

　　(3) 日本

　　1980年代末期鎂合金先進的低壓金屬型鑄造裝置在日本的開發成功，日本鎂工業的發展十分迅速，并在鎂合金的研究開發與應用上居世界領先地位。到目前，日本已基本形成了以官(政府投資)、產(鎂合金生產企業、鎂合金制品應用企業)、學(高等學校、國家研究所)為一體的鎂合金研究開發隊伍，并全方位地從基礎到應用對鎂合金及其制品展開了深入研究，研究內容涉及高性能鎂合金的制造技術、鎂合金加工設備制造技術、儲氫鎂合金的制備技術及鎂合金的循環再生技術等，其中在原材料一次制造方面重點開展了快速凝固法、固相反應法和ECAE（詞條“CAE”由行業大百科提供）等工藝的研究，在二次加工方面則重點開展了壓延、擠壓（詞條“擠壓”由行業大百科提供）、鍛造、板材加工、焊接、表面處理等研究工作。

　　以這些技術為支撐，日本開發出了一系列鎂合金壓鑄產品，如豐田汽車公司首先制造出了鎂合金汽車輪轂、轉向軸系統、凸輪罩等零部件;此外，三菱公司與澳大利亞工業科技合作，也開發出了超輕量鎂合金發動機等。目前，日本的各家汽車公司都生產和應用了大量的鎂合金殼體類零部件，而且日本正在開發6500kN、13000kN和18000kN等三種壓鑄機（詞條“壓鑄機”由行業大百科提供），以便為大型鎂合金零部件提供生產手段。此外，日本還在計算機、通訊等領域進行了鎂合金的開發與應用，1997年3月，松下公司也開發出了新型便攜式電腦外殼;同年，索尼公司也成功開發出了結構緊湊的數字攝像系統VTR的鎂合金壓鑄件外殼。

　　目前，日本對于鎂及鎂合金的研究開發極為重視，如為了降低環境負擔，使日本成為“循環性社會”，日本針對鎂及鎂合金正在開展以下研究工作：(a)室溫條件下鎂合金的變形;(b) 無余量熱加工（詞條“熱加工”由行業大百科提供）;(c) 替代地球溫暖化系數較高的SF6氣體的其他壓鑄防燃保護氣體的開發;(d)0.5mm厚度的便攜式電子產品的鎂合金外殼的生產;(e) 高可靠性表面處理和耐蝕性研究;(f)高可靠性、高環境適應性焊接方法研究;(j) 提高鎂合金回收過程中的回收率技術;(h)利用玻璃、石灰等合成Mg2Si/MgO粒子等新型材料技術;(m)大尺寸鎂合金原料或半成品材料的生產技術。

　　(4) 加拿大

　　加拿大鎂資源豐富，鎂產業十分發達，早就建設了幾個世界級的大型原鎂生產廠。目前該國生產的原鎂純度為世界之最，成本也極具競爭力。隨著鎂材應用領域的擴大，1995年與挪威海德魯公司共建鎂研究中心，其宗旨在于通過優化設計、新工藝和材質的研究開發，獲得具有優良性能的鎂合金壓鑄零部件，從而進一步拓寬鎂合金的應用。在政府的參與下，加拿大鎂合金的開發應用得到了突飛猛進的發展。

　　(5) 俄羅斯

　　前蘇聯對鎂及鎂合金的科學研究及生產工藝開發做了大量富有開拓性的工作，除成功研發出砂模鑄造法、永久模鑄造法、壓鑄法和無熔劑熔煉等鎂合金鑄造工藝外，還深入開展了高活性鎂合金(鎂-鋰、鎂-釔、鎂-稀土)錠的鑄造生產研究，并首次在世界上鑄出了直徑達700mm的鎂合金錠，并模鍛成直徑3m的各種鍛件。到目前，俄羅斯已形成了一個完整的鎂礦開采-冶煉-鎂合金研發與加工-廢料再生的完整產業鏈，包括了鑄錠加工、熔煉與圓錠鑄造、擠壓與熱處理、應用與防腐蝕處理以及切削（詞條“切削”由行業大百科提供）加工等。俄羅斯鎂工業的成就促進了鎂產品在汽車工業、光學器械工業、飛機制造業、航空航天工業等上的應用，如前蘇聯發射到月球上的登月車就是用鎂合金制造的。

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