鎂合金應(yīng)用現(xiàn)狀與未來(lái)

　　1、鎂合金在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

　　鎂合金自20世紀(jì)30年代就開(kāi)始在汽車上應(yīng)用，迄今已有70多年的歷史。1936年德國(guó)大眾汽車公司開(kāi)始用壓鑄鎂合金生產(chǎn)“甲殼蟲(chóng)”汽車發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)零部件，1946年達(dá)到單車鎂合金用量18kg，而到1980年，大眾公司累計(jì)生產(chǎn)了1900萬(wàn)輛“甲殼蟲(chóng)”汽車，共用鎂合金38萬(wàn)t，創(chuàng)批量生產(chǎn)的最高記錄，只是由于后來(lái)鎂的價(jià)格波動(dòng)才暫時(shí)停止了使用。目前鎂合金在汽車上的應(yīng)用狀況是，每輛車在0.5～17kg之間變化，平均使用量是每輛車3kg。德國(guó)大眾汽車公司帕薩特車目前用鎂量為14kg，不久將增至30--50kg。美國(guó)通用和福特汽車公司預(yù)計(jì)在今后的20年內(nèi)每輛車的鎂合金用量將從目前的3kg提高到100kg。從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，歐美、日本、韓國(guó)的汽車商逐漸開(kāi)始把鎂合金用于許多汽車零件上。

　　 大眾汽車公司 帕薩特

　　2、于2012年8月上市的新款筆記本電腦“LaVie Z”在13英寸產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)了全球最輕的重量。該產(chǎn)品的重量?jī)H為約875g，輕到了令人驚訝的程度，NEC新開(kāi)發(fā)的鎂鋰合金為此作出了巨大貢獻(xiàn)。

　　實(shí)現(xiàn)“全球最輕”的功臣

    鎂鋰合金是NEC數(shù)年前就開(kāi)始研發(fā)的材料，其最大特點(diǎn)是，比重比以前廣泛使用的鎂合金輕很多，而且實(shí)現(xiàn)相同強(qiáng)度所需要的板厚也稍薄，重量可減輕約25%。與鋁合金相比，重量可減輕四成以上。

    如今在筆記本電腦領(lǐng)域，以“薄型輕量”為理念的超級(jí)本(Ultrabook)備受關(guān)注。NEC涉足該領(lǐng)域時(shí)，就以憑借“壓倒性的輕量化”區(qū)別于其他公司的產(chǎn)品為目標(biāo)，加快了鎂鋰合金研究步伐，在LaVie Z上首次采用了鎂鋰合金。

　　  1、 鎂合金汽車上應(yīng)用需求：      

　　目前，鎂合金在汽車上的應(yīng)用零部件可歸納為2類。

　　(1)殼體類。如離合器殼體、閥蓋、儀表板、變速箱體、曲軸箱、發(fā)動(dòng)機(jī)前蓋、氣缸蓋、空調(diào)機(jī)外殼等。

　　(2)支架類。如方向盤、轉(zhuǎn)向支架、剎車支架、座椅框架、車鏡支架、分配支架等。

　　應(yīng)當(dāng)指出，鎂合金在汽車上最具潛力的應(yīng)用是較大的整體部件，如發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)罩、后備行李箱蓋、車頂板、車體加強(qiáng)板、保險(xiǎn)杠、內(nèi)側(cè)車門框架和后部車廂隔板，甚至是油底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體和氣缸蓋等。其中有許多鎂合金汽車部件已經(jīng)在開(kāi)發(fā)甚至開(kāi)始應(yīng)用，如奧迪汽車公司為其A8車研制了整體鎂合金內(nèi)側(cè)車門框架，梅塞德斯正式試制鎂合金車頂板。

　　中國(guó)轎車用鎂合金平均不到1kg,大大低于歐美5kg 的水平，應(yīng)用潛力很大。據(jù)中經(jīng)網(wǎng)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)2023年前，中國(guó)處于汽車普及期，乘用車市場(chǎng)潛在增長(zhǎng)率為13%～15%，商用車市場(chǎng)潛在增長(zhǎng)率為9%。

　　我國(guó)對(duì)汽車油耗的管理正趨于嚴(yán)格。繼乘用車輛、輕型商用車燃料消耗量限值標(biāo)準(zhǔn)頒布后，重型商用車輛燃料消耗量限值標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)開(kāi)始起草，中國(guó)汽車輕量化有很大潛力(自主品牌轎車平均比發(fā)達(dá)國(guó)家同類轎車重8%-10%，相同自重下，安全性差2-3個(gè)等級(jí))。如按我國(guó)汽車產(chǎn)量1800 萬(wàn)輛，每輛轎車用鎂合金按歐美平均5kg測(cè)算，每年需要9萬(wàn)噸的鎂合金。

　　2、鎂合金在電動(dòng)自行車方面的需求：

　　現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，電動(dòng)自行車最高車速應(yīng)不大于20km/h.，整車質(zhì)量(重量)應(yīng)不大于40kg，一次充電后的續(xù)行里程應(yīng)不小于25km。但是出于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，生產(chǎn)廠家向市場(chǎng)提供的電動(dòng)自行車速度越來(lái)越高，重量也越來(lái)越重，給交通安全帶來(lái)極大的影響。據(jù)/估計(jì)，80%以上的電動(dòng)自行車都屬于“超標(biāo)”產(chǎn)品，鎂合金材料將是未來(lái)生產(chǎn)廠家的重要選擇，擴(kuò)大鎂合金材料應(yīng)用將是電動(dòng)自行車行業(yè)一條必行之路。目前已經(jīng)有很多企業(yè)生產(chǎn)鎂合金自行車和電動(dòng)自行車部件。除了車架、支梯、鎂合金泥板、支棍等車體部件，鎂合金輪轂的應(yīng)用更是加大了單車鎂合金的用量。2013年全國(guó)電動(dòng)自行車行業(yè)累計(jì)完成產(chǎn)量2,528.65萬(wàn)輛，其中出口58萬(wàn)輛。保守估計(jì)，如果有50%的電動(dòng)自行車使用5公斤的鎂合金，一年將會(huì)新增7.25萬(wàn)噸的鎂合金市場(chǎng)，相應(yīng)拉動(dòng)配套的產(chǎn)業(yè)鏈共同發(fā)展。

　　3、3C行業(yè)

　　3C產(chǎn)品是當(dāng)今全球發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)，數(shù)字化技術(shù)導(dǎo)致了各類數(shù)字化產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)，在3C產(chǎn)品朝著輕、薄、短、小方向發(fā)展趨勢(shì)的推動(dòng)下，近年來(lái)鎂合金的應(yīng)用得到了持續(xù)增長(zhǎng)。與塑料外殼相比，鎂合金具有強(qiáng)度高、電磁屏蔽性能好、導(dǎo)熱性好、可回收等無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，是制作電子產(chǎn)品外殼的理想材料。目前采用鎂合金外殼的電子產(chǎn)品越來(lái)越多，鎂合金產(chǎn)品的最小壁厚可以達(dá)到0.4毫米，具有更高的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在這一領(lǐng)域中隨著鎂合金的表面處理工藝、高品質(zhì)鎂合金薄板生產(chǎn)工藝和低成本的沖壓成型生產(chǎn)工藝水平的提升，鎂合金將會(huì)在電視機(jī)、DVD、空調(diào)、冰箱等家用電器領(lǐng)域廣泛使用。

　　4、軌道交通領(lǐng)域

　　目前軌道交通的兩個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向?yàn)殚L(zhǎng)距離的高速軌道交通和便捷的城市輕軌。對(duì)于高速軌道交通來(lái)說(shuō)，采用鎂合金可以顯著降低重量，提高車輛速度和降低能源的消耗;而對(duì)于城市輕軌來(lái)說(shuō)，采用鎂合金除了減輕重量以外，還可以提高車輛的加速和制動(dòng)性能，達(dá)到提高車輛整體技術(shù)水平的目的。按照國(guó)家鐵道部2006-2020年中長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃，和當(dāng)前我國(guó)軌道交通建設(shè)的規(guī)模和布局，預(yù)計(jì)從2012年起，全國(guó)動(dòng)車組的年訂貨量將超過(guò)3000臺(tái)，考慮2000-4000臺(tái)其他軌道客車，輕量化軌道列車每年的增加產(chǎn)量超過(guò)1500臺(tái)。按照2/3的增量采用鎂合金制造全部車體，則將產(chǎn)生16-20萬(wàn)噸的大規(guī)格鎂合金型材和板帶。

　　5、航空航天及軍工領(lǐng)域

　　鎂合金由于其低密度、高比強(qiáng)度的特性使得其很早就在航空工業(yè)上得到應(yīng)用。航空材料減重帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和性能的改善十分顯著，商用飛機(jī)與汽車減重相同重量帶來(lái)的燃油費(fèi)用節(jié)省，前者是后者的近100倍。而戰(zhàn)斗機(jī)的燃油費(fèi)用節(jié)省又是商用飛機(jī)的近10倍，更重要的是其機(jī)動(dòng)性能改善可以極大提高其戰(zhàn)斗力和生存能力。正因?yàn)槿绱耍娇展I(yè)才會(huì)采取各種措施增加鎂合金的用量。鎂合金重量輕、比強(qiáng)度和剛度好、減振性能好、電磁干擾屏蔽能力強(qiáng)等特點(diǎn)能滿足軍工產(chǎn)品對(duì)減重、吸噪、減震、防輻射的要求。

　　6、鎂合金在其他新領(lǐng)域的應(yīng)用

　　鎂合金還將繼續(xù)在新能源電池、太陽(yáng)能、風(fēng)電、光電系統(tǒng)、LED系統(tǒng)、儲(chǔ)氫材料、綠色建筑、醫(yī)療等新興戰(zhàn)略性行業(yè)找到擴(kuò)大應(yīng)用的契機(jī)，并在運(yùn)動(dòng)休閑器材、工具、燈具、軍工等領(lǐng)域繼續(xù)鞏固和擴(kuò)大市場(chǎng)。