【百家講壇】蘇州鎂瑞公司總經(jīng)理汪陽談：鎂合金壓鑄件的推廣應(yīng)用及市場(chǎng)前景

壓鑄“百家講壇”由《壓鑄周刊》、中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造分會(huì)（全國鑄造學(xué)會(huì)FICMES）聯(lián)合主辦的品牌欄目。本期內(nèi)容的主題為：金屬鎂及鎂合金壓鑄件的推廣及應(yīng)用。

為什么鎂合金及鎂壓鑄件如此輕質(zhì)，且我國金屬鎂儲(chǔ)量全球第一，卻無法像鋁金屬一樣規(guī)模化被應(yīng)用推廣應(yīng)用汽車等各行各業(yè)？本期邀請(qǐng)?zhí)K州鎂瑞電子科技有限公司總經(jīng)理汪陽先生談?wù)勊目捶ā?/p>

汪陽先生于2002年投身于壓鑄行業(yè)，蘇州鎂瑞公司系以鎂合金壓鑄為主的生產(chǎn)型企業(yè)。

金屬鎂及鎂合金壓鑄件的優(yōu)勢(shì)

首先，鎂是地球上儲(chǔ)量最豐富的輕金屬元素之一，其比重是1.74g/cm3，只有鋁的2/3、鋼的1/4。在密度方面，鎂合金比鋁合金輕36%、比鋼輕77%。鎂的強(qiáng)度高、剛度高，導(dǎo)熱導(dǎo)電性能好，并具有很好的電磁屏蔽、阻尼性、減振性、切削加工性。

其次，鎂的加工成本低，加工能量?jī)H為鋁合金的70%且易于回收。除了比重低，鎂還有很多良好的物理特性，例如具有比鋁高30倍的減振性能，這些特性使之在汽車結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用中比鋁和塑料更具有應(yīng)用價(jià)值。

再者，鎂合金材料具有極好的鑄造流動(dòng)性能，因此非常適合用于制造橫拉桿之類的薄壁結(jié)構(gòu)件以及如車門和前、后艙蓋等大面積的車輛內(nèi)部結(jié)構(gòu)件。

最后，鎂合金材料在減振、降噪和環(huán)保等方面也具有很大優(yōu)勢(shì)。與鋁合金材料相比，鎂合金材料熔化、鑄造時(shí)的能源消耗少，切削加工時(shí)機(jī)械磨損少，整個(gè)生產(chǎn)費(fèi)用可比鋁合金材料減少15%左右。盡管單位重量鎂錠的價(jià)格要比鋁和鐵貴一些，但這一價(jià)格上的劣勢(shì)因鎂合金材料生產(chǎn)加工過程中的費(fèi)用低廉而得以彌補(bǔ)，單位體積的鎂熔化潛熱只有鋁的2/3，比熱只有鋁的3/4，并且有非常低的溶鐵性。因此，總體價(jià)格比鋁合金材料僅高出20%左右（目前單價(jià)雖然不止，但是長(zhǎng)期單價(jià)來看也不會(huì)相差很大）。

影響鎂合金壓鑄件規(guī)模化市場(chǎng)應(yīng)用的因素

目前，安全相關(guān)政策對(duì)鎂合金材料的應(yīng)用及推廣影響較大。

由于鎂合金生產(chǎn)過程中出現(xiàn)過不少安全事故，且有的事故造成的影響比價(jià)大，導(dǎo)致各界“談鎂色變”。地方政策對(duì)鎂相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的嚴(yán)加管控，導(dǎo)致很多企業(yè)無法開展生產(chǎn)工作。而在此背景下，中小企業(yè)若要繼續(xù)生產(chǎn)，必須要增加相關(guān)設(shè)備、管理、人才等要素支出。但這些需求疊加之后產(chǎn)生高昂的資本投入導(dǎo)致中小企業(yè)承擔(dān)，只能選擇放棄。進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)變少。市場(chǎng)終端產(chǎn)品考慮供應(yīng)鏈的配套完善問題，取消鎂合金材料的應(yīng)用。最終導(dǎo)致鎂合金材料產(chǎn)業(yè)相關(guān)人才、技術(shù)、工藝等得不到深度的開發(fā)和研究。

舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，鎂合金材料最顯著的不足就是耐腐蝕性差、抗蠕變性能差、剛性較差，這些缺點(diǎn)在鎂合金零部件的生產(chǎn)制造過程中不可忽視。在鑄造過程中，要克服不良的（冷）變形問題、鎂合金材料在實(shí)際應(yīng)用中存在外部裸露件的銹蝕問題、不同材質(zhì)零件混和運(yùn)輸過程中鎂合金的抗接觸腐蝕能力需要提高的問題，防止金屬鎂自燃的問題。

這些問題需要國家、地方、相關(guān)研究院、企業(yè)等多方共同推動(dòng)，才能謀求鎂合金應(yīng)用方面有更好的發(fā)展。

關(guān)于鎂合金壓鑄件的應(yīng)用市場(chǎng)前景

在目前汽車使用的材料中，金屬鎂僅占2.5%，而且還有相當(dāng)一部分是以合成材料的形式應(yīng)用于汽車中。目前，金屬鎂的原材料生產(chǎn)廠都在擴(kuò)大生產(chǎn)能力。例如，在國內(nèi)，金屬鎂的年生產(chǎn)能力已經(jīng)從0.5萬噸猛增到15萬噸以上；在國外，鎂合金鑄件的年產(chǎn)量達(dá)到了3萬噸以上，創(chuàng)造了有史以來的最高記錄。另外，許多汽車零部件供應(yīng)商和汽車生產(chǎn)廠家也都有著自己的鎂合金材料開發(fā)項(xiàng)目和計(jì)劃。例如，北美地區(qū)就有許多這樣的設(shè)想，然而，計(jì)劃最多、增長(zhǎng)幅度最大的地區(qū)仍然是歐洲。

在汽車制造領(lǐng)域中，鎂合金材料有60多種不同的用途。這些鎂合金材料的汽車零部件既可以在高檔轎車中看到，也可以在普通轎車中看到。在賽車、轎車和SUV中，價(jià)格昂貴的鎂合金材料可以加工成合格的汽車零部件，而且也可以制造成汽車的承重部件。鎂合金材料制造的汽車零部件品種繁多，從汽車的運(yùn)動(dòng)部件（如車輪），到汽車的結(jié)構(gòu)部件（如汽車座椅框架），再到承受高溫的耐高溫部件（如缸體），這些零部件的共同特點(diǎn)是承受的機(jī)械和化學(xué)負(fù)載較低。鎂合金材料經(jīng)常用來制造“支架”、“殼體”、“端蓋”或“堵蓋”類零件，再到汽車車載電子產(chǎn)品等。所有的OEM汽車生產(chǎn)廠家都在他們的產(chǎn)品中采用了鎂合金零件，只不過是用這些鎂合金材料制作的零部件不同，如Porsche公司利用鎂合金材料所制造的是轎車的前輪。

金屬鎂的物理化學(xué)特性使其比鋁更適合壓鑄大型部件，最常采用鎂合金材料的零部件有：轉(zhuǎn)向軸，全球50%的轉(zhuǎn)向軸采用了鎂合金材料；橫梁，歐洲產(chǎn)轎車中使用了約6000T的鎂合金材料；變速器殼體，大眾公司B型車架的轎車中每臺(tái)使用約600g鎂合金材料制造的變速器殼體。

原則上講，鎂合金材料主要用于汽車的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，大批量、由汽車零部件供應(yīng)商提供的鎂合金零部件有望在今后的5年內(nèi)大量進(jìn)入汽車制造業(yè)，如：戴姆勒·克萊斯勒公司生產(chǎn)的汽車將采用鎂合金自動(dòng)變速器；寶馬BMW公司生產(chǎn)的轎車將采用鎂-鋁復(fù)合材料的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，鎂合金材料在車架制造和底盤制造中以及耐高溫零部件的制造中的運(yùn)用也會(huì)進(jìn)一步增加，這為鎂合金材料提供了新的發(fā)展機(jī)遇。當(dāng)人們充分利用了金屬鎂的特性，按照金屬鎂特性合理地設(shè)計(jì)了汽車的零部件之后，鎂合金零部件大有取代鋼、鋁零部件的空間，而且不致引起價(jià)格的提高。

汽車工業(yè)中鎂合金零部件數(shù)量的不斷增加為零部件供應(yīng)商、系統(tǒng)供應(yīng)商提供了一個(gè)新的商機(jī)，而在生產(chǎn)加工鎂合金汽車零部件過程中，首先應(yīng)解決好金屬鎂的燒蝕問題。進(jìn)行適當(dāng)?shù)匕踩雷o(hù)措施后，可以在鎂合金材料零件的澆鑄、熔煉和切削加工中有效防止自燃。國外已經(jīng)研發(fā)出了即將推向市場(chǎng)的鎂合金零部件拋光工藝技術(shù)、鎂合金材料預(yù)處理工藝。這是一種按照陽極表面處理原理對(duì)鎂合金零件進(jìn)行防腐處理的工藝技術(shù)。

上述主要針對(duì)鎂合金材料在目前主流汽車產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，但實(shí)際上鎂合金材料的應(yīng)用范圍非常廣，手持電動(dòng)工具、園林工具、自行車、穿戴智能產(chǎn)品、建筑行業(yè)等都在開發(fā)鎂合金的輕量化等優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品，相信在未來的實(shí)際應(yīng)用中，鎂合金材料的優(yōu)勢(shì)也將逐漸得到體現(xiàn)。

隨著科技水平的不斷提高，企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)的推動(dòng)，相關(guān)政策的利好，鎂合金材料的弱點(diǎn)也在不斷被改進(jìn)，鎂合金材料將具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。