鎂合金加工工業(yè)及技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)與趨勢(shì)

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　　表8 中國(guó)2000-2006年鎂的消費(fèi)量及消費(fèi)結(jié)構(gòu)

　　3.鎂合金加工技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)與趨勢(shì)

　　3.1　國(guó)外鎂合金材料研發(fā)特點(diǎn)

　　國(guó)外對(duì)于鎂及其合金的研究開(kāi)發(fā)較早，到目前鎂及其合金材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用已進(jìn)入相對(duì)比較成熟的階段，并已達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的工業(yè)規(guī)模。其中北美是目前鎂及其合金材料用量最多的地區(qū)，其發(fā)展速度約為30%，而歐洲鎂及鎂合金產(chǎn)業(yè)的年發(fā)展速度達(dá)到了60%。但比較來(lái)看，國(guó)外不同國(guó)家和地區(qū)對(duì)于鎂及其合金材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用仍然存在較大的差異，其中表現(xiàn)突出的仍然集中在德國(guó)、俄羅斯、美國(guó)、加拿大、日本等對(duì)鎂合金研究開(kāi)發(fā)較早的國(guó)家。

　　(1) 德國(guó)

　　德國(guó)發(fā)展鎂合金歷史悠久，早在1894年就開(kāi)發(fā)出了Mg-Al合金，1934年德國(guó)鎂及其合金的產(chǎn)量就已達(dá)到6000t。而且長(zhǎng)期以來(lái)，尤其是1990年代以來(lái)，德國(guó)在鎂合金壓鑄領(lǐng)域一直居世界領(lǐng)先地位。可以說(shuō)，德國(guó)是推動(dòng)鎂合金發(fā)展特別是鎂合金壓鑄發(fā)展先驅(qū)和主力軍。為了解決鎂合金壓鑄生產(chǎn)及加工中的各種關(guān)鍵技術(shù)難題，建立一套完整的鎂合金壓鑄及加工的工業(yè)規(guī)范，并將鎂合金壓鑄件進(jìn)一步應(yīng)用于汽車(chē)、計(jì)算機(jī)、航空、通訊、醫(yī)療和輕工等領(lǐng)域。在政府、企業(yè)和科研部門(mén)的共同努力下，取得了豐碩的成果，拓寬了鎂合金在德國(guó)及歐盟工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　(2) 美國(guó)

　　美國(guó)是世界上鎂資源豐富的國(guó)家之一，也是開(kāi)發(fā)應(yīng)用鎂最早(1865年)國(guó)家之一。自1980年代以來(lái)，以汽車(chē)工業(yè)為龍頭，美國(guó)鎂合金材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用開(kāi)始得到迅速發(fā)展。在過(guò)去的幾十年里，福特、通用和克萊斯勒等著名汽車(chē)公司一直致力于新型鎂合金和鎂合金離合器殼體、轉(zhuǎn)向柱架、進(jìn)氣歧管及照明夾持器等汽車(chē)零部件的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，大大促進(jìn)了鎂合金的發(fā)展。也正是看到鎂合金在應(yīng)用中顯示出的巨大優(yōu)勢(shì)，因此其研究和開(kāi)發(fā)逐漸受到政府的關(guān)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(tuán)簽署了一項(xiàng)名為“PNGV”(新一代交通工具)的合作計(jì)劃，目的在于生產(chǎn)出符合市場(chǎng)要求的節(jié)能轎車(chē)。政府的這一行為極大地促進(jìn)了鎂合金的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用。此外，在汽車(chē)行業(yè)的帶動(dòng)下，鎂合金在通訊、計(jì)算機(jī)等行業(yè)的應(yīng)用也隨之不斷擴(kuò)大。

　　(3) 日本

　　1980年代末期鎂合金先進(jìn)的低壓金屬型鑄造裝置在日本的開(kāi)發(fā)成功，日本鎂工業(yè)的發(fā)展十分迅速，并在鎂合金的研究開(kāi)發(fā)與應(yīng)用上居世界領(lǐng)先地位。到目前，日本已基本形成了以官(政府投資)、產(chǎn)(鎂合金生產(chǎn)企業(yè)、鎂合金制品應(yīng)用企業(yè))、學(xué)(高等學(xué)校、國(guó)家研究所)為一體的鎂合金研究開(kāi)發(fā)隊(duì)伍，并全方位地從基礎(chǔ)到應(yīng)用對(duì)鎂合金及其制品展開(kāi)了深入研究，研究?jī)?nèi)容涉及高性能鎂合金的制造技術(shù)、鎂合金加工設(shè)備制造技術(shù)、儲(chǔ)氫鎂合金的制備技術(shù)及鎂合金的循環(huán)再生技術(shù)等，其中在原材料一次制造方面重點(diǎn)開(kāi)展了快速凝固法、固相反應(yīng)法和ECAE（詞條“CAE”由行業(yè)大百科提供）等工藝的研究，在二次加工方面則重點(diǎn)開(kāi)展了壓延、擠壓（詞條“擠壓”由行業(yè)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(shù)為支撐，日本開(kāi)發(fā)出了一系列鎂合金壓鑄產(chǎn)品，如豐田汽車(chē)公司首先制造出了鎂合金汽車(chē)輪轂、轉(zhuǎn)向軸系統(tǒng)、凸輪罩等零部件;此外，三菱公司與澳大利亞工業(yè)科技合作，也開(kāi)發(fā)出了超輕量鎂合金發(fā)動(dòng)機(jī)等。目前，日本的各家汽車(chē)公司都生產(chǎn)和應(yīng)用了大量的鎂合金殼體類(lèi)零部件，而且日本正在開(kāi)發(fā)6500kN、13000kN和18000kN等三種壓鑄機(jī)（詞條“壓鑄機(jī)”由行業(yè)大百科提供），以便為大型鎂合金零部件提供生產(chǎn)手段。此外，日本還在計(jì)算機(jī)、通訊等領(lǐng)域進(jìn)行了鎂合金的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，1997年3月，松下公司也開(kāi)發(fā)出了新型便攜式電腦外殼;同年，索尼公司也成功開(kāi)發(fā)出了結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)字?jǐn)z像系統(tǒng)VTR的鎂合金壓鑄件外殼。

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

　　(4) 加拿大

　　加拿大鎂資源豐富，鎂產(chǎn)業(yè)十分發(fā)達(dá)，早就建設(shè)了幾個(gè)世界級(jí)的大型原鎂生產(chǎn)廠。目前該國(guó)生產(chǎn)的原鎂純度為世界之最，成本也極具競(jìng)爭(zhēng)力。隨著鎂材應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)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(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)、新工藝和材質(zhì)的研究開(kāi)發(fā)，獲得具有優(yōu)良性能的鎂合金壓鑄零部件，從而進(jìn)一步拓寬鎂合金的應(yīng)用。在政府的參與下，加拿大鎂合金的開(kāi)發(fā)應(yīng)用得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

　　(5) 俄羅斯

　　前蘇聯(lián)對(duì)鎂及鎂合金的科學(xué)研究及生產(chǎn)工藝開(kāi)發(fā)做了大量富有開(kāi)拓性的工作，除成功研發(fā)出砂模鑄造法、永久模鑄造法、壓鑄法和無(wú)熔劑熔煉等鎂合金鑄造工藝外，還深入開(kāi)展了高活性鎂合金(鎂-鋰、鎂-釔、鎂-稀土)錠的鑄造生產(chǎn)研究，并首次在世界上鑄出了直徑達(dá)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(gè)完整的鎂礦開(kāi)采-冶煉-鎂合金研發(fā)與加工-廢料再生的完整產(chǎn)業(yè)鏈，包括了鑄錠加工、熔煉與圓錠鑄造、擠壓與熱處理、應(yīng)用與防腐蝕處理以及切削（詞條“切削”由行業(yè)大百科提供）加工等。俄羅斯鎂工業(yè)的成就促進(jìn)了鎂產(chǎn)品在汽車(chē)工業(yè)、光學(xué)器械工業(yè)、飛機(jī)制造業(yè)、航空航天工業(yè)等上的應(yīng)用，如前蘇聯(lián)發(fā)射到月球上的登月車(chē)就是用鎂合金制造的。

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