我国镁合金开发应用与展望

    （1）前言

    二十世纪七、八十年代以来，随着全球工业化进程的推进和资源大规模开发利用，各种金属资源如铝、铁等正逐渐减少甚至枯竭，需要寻求新的替代材料；而随着人类社会的进步，对生存环境的保护要求进一步提高，如现代的汽车减重节能降耗的要求不断高涨，轻量化成为汽车选材的重要目标。

    在资源和环境成为人类可持续发展的首要前提下，镁及镁合金作为一种对保持社会可持续发展具有重要战略意义的新材料，在全球掀起了新的开发应用热潮。

    镁是目前世界上可工程化应用的最轻的金属结构材料（密度1.74g/cm3），其重量仅为铝的2/3，钢铁的1/4。镁合金具有很高的比强度和比刚度（仅次于钛合金位于金属材料第二位），阻尼减震性能好、导热性好、电磁屏蔽能力强，而且容易回收，与环境兼容性好，由于这些优良性能，在国防军工、航天航空、交通运输、3C电子产品、家用办公等众多领域有着广泛应用前景。此外，镁的资源丰富，地壳中含量2.3％，排第6位。海水中的镁含量为1.1Kg/m3，因此镁资源的开发与应用，具有极大的潜力。由于目前人类对镁的开发应用远远不如钢铁、铝、铜那样成熟，所以出现了“在材料领域中还没有任何材料象镁那样，潜力与现实有如此大的颠倒。”（英国：R.W.Cahn）。

    我国镁资源储量世界第一，独有储量巨大、价廉高品质的镁资源，同时也是世界上最大的镁生产国和出口国。目前我国镁的产能占全球的3/4，产量占全球1/2以上。但是我国镁资源，尤其是镁合金的应用严重滞后，80％以上的镁作为初级原料——原镁低价出口，属于典型的资源出口型工业。因此，大力进行镁制品的开发与应用，实施国家镁合金开发应用计划，全面提升镁产业的技术水平和技术创新能力，有利于资源可持续供给，也有利于社会和谐进步。

    因此，科技部经过了前期战略研究，并组织有关部门以及海内外专家广泛调研后，将“镁合金开发应用及产业化”列为“十五”国家科技发展计划中材料领域的重大项目，从2001年到2005年实施了为期5年的科技攻关。

    （2）镁合金开发应用的新进展

    通过五年联合科技攻关，技术上取得了新进展。

    突破了一批制约产业发展的核心技术和产业化关键技术，部分指标达到和接近世界先进水平，有的方面具有领先优势。新型水氯镁石脱水制备无水氯化镁的工程技术，为我国西部盐湖镁资源的大规模开发奠定了基础；镁制品高效率、低成本微弧氧化处理技术与装备填补了国内外空白，并实现了工业化应用；皮江法炼镁工艺技术不断提高，料镁比降低了17％，有效地节约了资源，还原周期缩短20％，提高了生产效率，减少了粉尘和烟气排放；开发了高品质镁合金粗镁精炼直接合金化连续铸造短流程工艺，提高了镁合金产量和质量，降低成本15％；研究成功的激光－氩弧复合热源焊接设备和工艺，在自行车、摩托车生产中得到应用，具有世界先进水平；镁合金晶粒细化技术的开发，为塑性变形加工材料的研发打下了技术基础；镁质高档耐材及非耐材和镁化合物功能材料的开发，提高了镁资源的应用价值，并打破了先进工业国家设置的技术壁垒。

    成功研制开发了具有自主知识产权的镁合金冷、热室压铸机及配套设备，形成了从160吨到3000吨的10款压铸机产品，在国内市场上占有率达到50％，基本满足了国内镁合金压铸生产需求；“镁合金熔炉”、“镁合金熔体保护气体在线发生装置”、“容积式定量吸注系统”、“多种气体高精度配气及不间断稳定流量供气系统”和“模具双路恒温机”的开发，成功实现了关键辅助设备国产化，降低了设备投资额，使压铸件生产企业有了更多选择。

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