【百家讲坛】嘉瑞集团研发总监谈:镁合金及铸件推广及应用 ...

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压铸“百家讲坛”由《压铸周刊》、中国机械工程学会铸造分会(全国铸造学会FICMES)联合主办的品牌栏目。第二期压铸“百家讲坛”的主题为:镁合金及其压铸件的推广及应用。


为什么镁合金如此轻质,且我国镁储量全球第一,却无法像铝金属一样规模化推广应用?


本期邀请嘉瑞集团研发总监 陈善荣先生(正高级工程师)谈谈他的看法。


嘉瑞集团研发总监

陈善荣先生

正高级工程师

镁合金铸件的主要优势在于它的“轻量化”。它的优势及应用可归纳为如下几点:


第一,镁合金的比重只有1.8g/cm³,铝合金的比重为2.7g/ cm³。相比之下,镁合金质更轻。在大型铸件的生产方面,镁合金铸件的生成率高,尽管镁金属材料价格高、镁合金压铸件后处理成本高,但是镁合金铸件与铝合金铸件的总体生产成本差不多。目前,镁合金价27500元/吨,铝A00价20800元/吨,ADC12价是19800元/吨。大型铸件用镁,除了有轻量化优势外,还有成本优势。

第二,镁合金的“轻量化”特性,让它在许多应用领域优势凸显。比如镁合金铸件在商用车上的应用:相比乘用车,商用车的使用寿命更长(总公里数),因此最大程度增加载货量(运力)、提升经济效益对它至关重要。一般而言,给整车减重就意味着提升运力,更轻的商用车则能运输更多的货物。那么大型镁合金铸件的应用就可以帮助商用车减重,增加载货量,提高续航里程,缩短投资回报周期。

第三,镁合金铸件一直广泛被应用于消费电子、笔记本电脑、可穿戴产品上,现今也被应用于AR/VR眼镜等高端产品中,能够赋予电子产品更高的附加值,也可以更好地提升用户体验。

第四,近年来,业界开始研究镁合金的一个新的、规模化应用领域——建筑模板。1平方米的建筑模板需要使用的铝合金材料重量约25㎏,需要的镁合金则为16-17㎏。面对建筑人工“老龄化”的问题,更轻的建筑模板显然可以降低工人体力劳动强度,缓解年轻人比例不足的问题。比如,1000万平方米的建筑模板,需要消耗镁合金16万吨,所以建筑模板是镁合金规模化推广的、很有潜力的应用领域。

每年,中国的铝金属产量大约为3600万吨,镁金属产量约为60万吨。镁金属中,绝大部分被用作合金添加和金属还原剂,而真正镁基合金的用量大约为20-30万吨。

全球90%的镁金属产量来自中国,主要集中在陕西省、山西省。近年来,镁金属价格不稳定,暴涨或暴跌成为影响镁合金推广应用的主要因素之一。最高峰达到7万元/吨,目前是2.5万元左右/吨。1.4:1为业内公认的镁铝最优价比。

在此,业界一直呼吁,国家从战略层面出发来规划镁金属产业的发展,主张用中国占优势的材料做中国产品。首先,建立镁金属价格稳定机制,比如建立镁材料期货市场。其次,鼓励更多的企业参与和投资镁合金行业,生产、使用镁合金产品。再次,推动镁合金企业及行业创新,扩大镁合金的应用领域。总体而言,我们需要从长远规划,力争打造强大的镁合金上下游产业链。

从材料层面,利用镁合金的特殊性能,比如高导热、分子活泼、易腐蚀等特点,开发一些特殊用途材料,而非单一考虑将镁合金替代铝合金作为镁材料主要开发方向。例如:高导热镁合金,可以让CPU有更好的散热效果,减少散热模组;阻燃镁合金,推进更多汽车及航空的应用等。

嘉瑞集团从1998年开始做镁合金压铸,并不断地进行研究和推广应用。主要是看重它“轻量化”的特点,我们坚信它必然大作为。目前,嘉瑞集团开发了高导热散热稀土镁合金KSHTCM,它的导热率约是AZ91D的2倍,延伸率约是AZ91D的3倍,电导率约是AZ91D的2倍,这款材料具有优良的导热、力学及耐腐蚀性能,特别适用于汽车所有电控系统、3C、5G通讯、照明等产品。

未来,基于“轻量化”特性,镁合金的应用空间会越来越大,比如它的应用会从交通工具延伸至轨道交通,以及更多的应用领域。我坚信,“轻量化”是一个永恒的主题,行业对镁合金的投入只会增加,不会减少。

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本文作者2022-6-10 14:15
镁途
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