在鎂中添加合金元素可以形成具有不同性能和用途的鎂合金。鎂合金是目前世界上最輕質的金屬工程結構材料。鎂及鎂合金既可以鑄造成各種鑄件或壓鑄件,也可以采用各種塑性加工方法加工成不同品種、規(guī)格、性能和用途的管、棒、型 、線、板、帶、箔材以及鍛件和模鍛件等,然后經(jīng)切削加工、冷沖壓、接合成形和表面處理等深加工成各種零件或結構件。與其它結構材料相比,鎂及其合金具有一系列的優(yōu)點,如密度低、比強度和比剛度高、阻尼減振降噪能力強、電磁屏蔽性能優(yōu)異、抗輻射、摩擦時不起火花、熱中子捕獲截面小、液態(tài)成型性能優(yōu)越、切削加工和熱成形性好、可焊接和膠接、對各種介質(堿、煤油、汽油和礦物油)的化學穩(wěn)定性高、易于回收利用等,符合“21世紀綠色結構材料”的要求,越來越受到人們的青睞。
近年來,鎂材在汽車、摩托車等交通工具、計算機、通訊、儀器儀表、家電、電子電器、輕工、化工、冶金、航空航天、國防軍工等部門獲得了廣泛的應用。隨著鎂的提煉及加工技術的發(fā)展,以及成本的下降,鎂材已成為工業(yè)應用的重要金屬材料,在全球范圍內(nèi)得到快速發(fā)展。
鎂合金材料在汽車工業(yè)上的開發(fā)與應用
自1970年中東石油危機以來,為減輕汽車質量,以降低油耗和污染,提高安全性能,鎂合金在汽車工業(yè)中的應用將隨著汽車輕量化的逐漸增長而以更快的速度上升。輕量化是一個對汽車OEM廠商來說滿足世界化的燃油經(jīng)濟問題需求的戰(zhàn)略計劃,各跨國整車廠都在進行鎂合金結構件的探索及技術儲備。目前,汽車工業(yè)中鎂合金用量較多的地區(qū)和國家主要是北美、歐洲、日本和韓國。例如,加拿大Meridian公司(以下簡稱“M”公司)成立于1981年,是世界鎂合金壓鑄行業(yè)的領導者,從生產(chǎn)技術、產(chǎn)品品質、市場份額等多方面都是世界上鎂合金壓鑄的頂級企業(yè)。目前在美國、英國、墨西哥、上海都有生產(chǎn)基地。M公司年銷量已占全球鎂合金壓鑄汽車零部件總量的40%,在北美細分市場的份額已達65%,配套廠商均為世界頂級汽車品牌—特斯拉、保時捷、奧迪、沃爾沃、捷豹路虎、寶馬、奔馳、克萊斯勒、等合資品牌的高端車。其在中國合資公司上海鎂鎂合金壓鑄有限公司成立于2005年,是加拿大M公司與上汽集團下屬的上海乾通汽車附件有限公司共同組建的合資企業(yè),專業(yè)從事汽車、摩托車用鎂合金壓鑄件的生產(chǎn)及銷售。上海鎂鎂主要產(chǎn)品有桑塔納、高爾變速箱殼體、殼蓋,君威剎車踏板支架,儀表板骨架,轉向柱支架,座椅框架等。工廠位于上海安亭。
近期,中國萬豐集團成功收購了這家來自加拿大的MLTH Holding Inc. 100%股權,萬豐集團擬通過其子公司天碩投資設立的境外特殊目的公司以1.88億加元折合11億元獲得MLTH Holding Inc.100%股權。成功收購后萬豐的產(chǎn)業(yè)鏈將得到進一步延伸,市場競爭能力提升,一躍成為世界級鎂合金零部件龍頭企業(yè),彰顯了中國對于鎂合金在汽車制造業(yè)的應用前景看好。
鎂合金材料在自行車上的開發(fā)與應用
自行車是人力驅動的工具,因而質量的減輕帶來的效果非常顯著,具有更好的加速性能、爬坡性能、轉彎性能,并且更容易操縱,因而在國外自行車行業(yè)流傳著“產(chǎn)品輕1 g多賣1美元”的說法。與鋁質自行車相比,用鎂材制造自行車可減重33%;用鎂材制造的折疊式自行車車架重量僅1.4 kg,總重僅為4 k g。目前國外自行車使用的鎂合金部件包括輪轂、車把夾、腳踏板、制動器、手把、前叉、框架等近十幾個部件 。提供這些部件的公司有意大利的Grimace、ITM、Deda Elementi,美國的Azonic、Easron、Sun Ringle、Time Impact、Primo、Odyssey,英國的Avid、Mozo等眾多配件商。用戶包括ANNONDALE、Pinarello、Saracen Kili、Zuruck等全球著名自行車制造商,其中Pinarello公司是世界三大頂級自行車生產(chǎn)商之一。Paketa公司的15型鎂合金車架僅重1190g 。
目前中國已經(jīng)自行研發(fā)制作出鎂合金自行車,由廣州鎂業(yè)金屬制品設計有限公司設計制作的鎂合金自行車一體輪組,26寸,白色,卡式2培林設計,適合21/24/27S花鼓使用,采用質輕、綠色環(huán)保的鎂合金材料高壓壓鑄而成具有重量輕、強度高不易變形等特性,且產(chǎn)品通過SGS檢測認證。該一體輪采用“AGG”先進內(nèi)部處理技術,使得鎂合金輪轂結構更加堅韌,不輕易變形,并且表面做了防腐工藝處理技術,確保了產(chǎn)品的穩(wěn)定性,讓車友有更舒適的駕馭體驗。
可以預見,未來中國的鎂合金自行車的開發(fā)將朝著更經(jīng)濟、大眾化的方向快速發(fā)展。
鎂合金材料在電子工業(yè)(家用電器和3C產(chǎn)品)上的開發(fā)與應用
近10年來,電子工業(yè)發(fā)達的國家,特別是日本和歐美一些國家,在鎂及其合金產(chǎn)品的開發(fā)方面開展了大量工作并取得了重要進展,一大批重要電子產(chǎn)品使用了鎂及其合金,取得了理想的效果。3C工業(yè)(計算機、通訊設備、消費類電子產(chǎn)品)是當今全球發(fā)展速度最快的產(chǎn)業(yè),數(shù)字化技術導致各種數(shù)字化產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。鎂合金3C產(chǎn)品最早出現(xiàn)于日本,1998年日本廠商開始采用鎂合金制造各種可攜式商品(如PDA、手機等),如今最為普遍的鎂合金3C產(chǎn)品是筆記本電腦和手機。
近期,日本住友電氣工業(yè)(Sumitomo Electric Industries, Ltd.)宣布,將活用自家生產(chǎn)的鎂合金板AZ91,進軍電子產(chǎn)品用機殼市場。住友電工于2010年公開了AZ91板材量產(chǎn)技術,利用該板材制造的沖壓產(chǎn)品已被用于筆記本電腦(PC)的頂板。AZ91除了耐腐蝕性比普通鎂合金高之外,還具有與鋁合金相比重量更輕、強度及抗凹性更為出色的特點。不過,這種材料難以進行塑性加工,因此以前只用作壓鑄等工藝的鑄造材料。住友電工憑借自主開發(fā)的急速冷凝固技術,成功將AZ91制成板材,為實現(xiàn)沖壓板材用途開辟了道路。
我國雖然是世界產(chǎn)鎂大國,但與日、美、歐洲相比,在鎂合金材料研究、生產(chǎn)技術及應用領域等方面還有相當大的差距,仍處于起步階段。但是,近幾年來,國內(nèi)企業(yè)發(fā)展迅猛,廣東宜安科技公司在消費電子鎂鋁合金結構件業(yè)務上有了長足進步。公司新業(yè)務鎂鋁合金支架、外觀壓鑄件產(chǎn)品具有散熱好、強度高、超薄、金屬質感強等優(yōu)點,契合了當今消費電子大屏化、輕薄化、外觀金屬時尚化等趨勢,隨著技術及產(chǎn)能、成本等瓶頸的不斷突破和市場接受度的提高,目前鎂鋁合金壓鑄件在中高端消費電子產(chǎn)品上的應用滲透率將快速提升。公司上市后大力拓展消費電子金屬結構件市場,公司抓住上市帶來的資金、實力、品牌上提升的機遇,實現(xiàn)了短時間內(nèi)鎂合金壓鑄產(chǎn)能的快速擴張和消費電子收入占比迅速提高,并在該領域新技術、新產(chǎn)品(薄壁鋁鎂合金、鎂鋁合金支架及外殼、醫(yī)療可降解鎂合金生物材料等)的研發(fā)上走在業(yè)界前列,目前公司與德國亥姆霍茲吉斯達赫特鎂合金研究中心共同研發(fā)“3C高端電子信息產(chǎn)品用鎂鋁合金超薄壓鑄件關鍵制備技術研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項目。此外,公司也正在積極與美國普度大學在鎂合金消費電子結構方向進行共同研究。宜安科技已經(jīng)迅猛崛起成為消費電子鎂鋁合金壓鑄領域的絕對行業(yè)龍頭。
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