镁新材料有发展 镁板材加工工艺获新突破

在镁业分会第十六届年会上，应用十分广泛的镁合金板材成会议的主角，有关镁合金板材的演讲共7篇，在年上，对镁板材加工工艺的成果进行了深入讨论，不少加工企业和科研机构已经获得喜人的成果，镁合金板材的发展已经受到越来越多的关注。

　　

变形镁合金板材在电子、通讯、交通、航空航天、国防军工等领域有着十分广泛的应用前景，但目前的应用受到很大限制，其产量、用量、合金牌号均远不及钢铁及铝、铜等有色金属。制约镁合金板材应用发展的因素很多，主要是镁合金的室温塑性变形能力差，轧制板材中存在严重的各向异性;加工工艺技术不够成熟，产品性能低，因此，这次年会上专门对镁板加工技术工艺进行交流，进一步了解镁板加工新进展，掌握镁板轧制过程工艺参数的优化对组织性能的影响规律，对促进镁合金板材轧制技术和产品应用的发展是十分有意义的。

　　

镁合金板材加工技术、装备取得突破性进展

　　

近年来，我国一些镁板加工企业，研究院所、大专院校，积极开展高性能变形镁合金板材加工技术与装备的研究与应用，取得了瞩目的成绩，出现了可喜的新进展：

　　

营口银河镁业宽幅镁合金板材轧制技术装备开发与生产取得新进展(热轧开坯+温轧)

　　

营口银河镁业镁合金板材轧制生产线已正式生产、供货。由北方重工集团制造，生产线主要由1750mm四辊可逆热轧机、450m精整线、1625mm六辊可逆冷轧机组成。建成低频半连续铸造高净化镁合金板坯、棒坯生产线：采用东北大学的低频电磁连铸技术，使合金的铸态组织显着细化，合金元素的宏观偏析显着改善，为后续加工产品的性能提供了保证。

　　

营口银河镁业实现了镁合金板成卷轧制。板材大批量生产的基础是连轧或成卷轧制，营口银河在四辊精轧机上攻破了成卷轧制的关键技术，实现了成卷精轧生产，为批量化生产和稳定产品质量、降低生产成本奠定了基础。

　　

其主要创新点是：热轧开坯，从厚350mm板坯，反复轧制到10mm~12mm厚，中间不需要退火，只需5~8分钟完成，成材率70%。温精轧：由厚12mm，一次轧到4mm，宽1500mm道次压下量近70%，轧制速度：65m/min，成材率85%。

　　

该工艺突破了宽厚镁板低成本生产关键技术，优化了工艺流程，轧制速度提升了，成材率大大提高了，生产成本降低了，为镁板规模化生产奠定了技术基础。尤其是攻克了成卷轧制技术，为低成本薄板产业化成套技术开发、为解决中国大量原镁转变成高技术含量的镁合金板材和板材加工制品成为可能。

　　

西部钛业投入先进大型镁板轧制装备其配套设备

　　

2010年，西部钛业有限责任公司、开始镁合金板材加工，在目前国内镁板加工领域具有先进大型设备的优势和丰富的镁板生产技术积累。西部钛业目前可热轧产品规格：(δ4-100×800-2600×～Lmm)。可生产冷/温轧产品规格：(δ0.4-4.0×800～1560×～Lmm)。板材性能分别满足ASTM B90/B90M-2007和GB/T5154-2010标准要求。其中δ2.5mmAZ31B镁合金薄板抗拉强度最高达到400Mpa。

　　

闻喜银光镁业连续铸轧-精轧镁合金板生产线建成

　　

闻喜银光镁业集团等三个单位承担的国家科技支撑计划“镁合金板带坯连续铸轧技术及设备开发”专题，2009年1月通过了国家验收。专家给予高度评价，实现了短流程、低成本、高质量镁合金板材批量生产。

　　

突破了镁合金连续铸轧流咀优化设计、金属液体均匀布流、工艺参数控制、熔体净化和异地运输等关键技术，开发了镁合金熔炼保温、异地输送、双辊连续铸轧、流咀、铸轧卷取等成套关键设备，形成了具有自主知识产权的镁合金板带双辊连续铸轧成套装备和技术。建成了我国第一条幅宽600mm、厚度0.3mm~9mm，连续铸轧—精轧镁合金板材生产线，年生产能力达到3000吨，生产AZ31板材抗拉强度达到280Mpa，屈服强度230Mpa，伸长率>25%，专家认为，这标志着我国镁合金板材连续铸轧技术达到国际领先水平。

　　

镁板的应用具有广阔的空间

　　

镁合金轧制加工板材具有较好的致密性和优良的综合性能，适应于制作各种具有高性能要求的结构部件，其有效的减重和良好的塑性韧性使其成为航空航天和军工领域、交通运输及3C领域最有前途的新材料：

　　

1.镁合金厚板用于制造卫星和登月飞船底座、导弹和火箭的仪表舱壁板、导弹和飞机的尾翼等。

　　

2.镁合金中板用来制造战斗机副油箱、衬板及其它结构件。

　　

目前,我国用于国防军工、航空航天领域的镁板年消费量约在500吨左右，鉴于国际形势复杂多变，其军工、航空航天领域的应用需求将有逐年增加的趋势。

　　

3.镁合金铸轧薄板：镁合金板材在列车上用于减振地板、座椅骨架、卧铺骨架、内衬板、物品架。

　　

镁板将会被大规模用于制造汽车前后盖板、汽车门板，汽车用镁板的宽幅要求一般在1200mm~1800mm之间、厚在1mm~1.5mm。

　　

3C产品朝着轻、薄、短、小方向发展，近年来，镁合金薄板的应用得到了持续增长。与塑料外壳相比，镁合金具有强度高、电磁屏蔽性能好、导热性好、可回收等优势，是制作电子产品外壳的理想材料，最小壁厚可达到0.4mm。直接铸轧成1mm以下超薄板，经冷精轧再冲压3C电子产品的壳体已被专业冲压产品的企业认可。目前，主要应用于电脑、移动硬盘、CD、相机/摄象机、音响、手机外壳等。随着镁合金的表面处理、高品质镁合金薄板生产和低成本冲压生产工艺水平的提升、镁合金薄板将会在电视机、DVD、空调、冰箱等家用电器领域得到广泛应用。将孕育着一个巨大的镁合金铸轧板材市场。

　　

印刷影印版业原以铜板为主，现已被镁蚀刻板所代替，未来需求将急剧增加，板厚为5mm。

　　

镁板深加工制约产业发展

　　

镁合金深加工能力特别是板材总体加工能力弱，产量低，不能满足需求。目前，国内专门生产镁板的企业屈指可数、产能低、规模小。年生产能力超过5000t的只有一家，据不完全统计，目前全国镁板生产的能力相加也就10000多吨，这与国家“十二五”末需求10万吨镁板相距甚远。

　　

镁合金塑性加工产品尤其镁板加工的成本高、价格高制约了其规模化应用。由于镁板轧制的一些关键技术未完全突破，投入不足、装备落后、生产效率低、成品率低等造成镁加工特别是镁板加工成本居高不下，导致市场售价过高，推广应用迟缓。

　　

镁合金中厚板仍以传统(热轧开坯+温精轧)方式生产为主，而要获得高品质镁合金中厚板，以满足军工航空航天领域应用要求，镁合金薄板生产应以镁合金铸轧+温精轧为主，或以挤压开坯，再温精轧。把低成本制造技术列为未来5~10年的镁合金板材加工的关键技术，发展高效、低成本、短流程生产镁合金板材、提高镁合金板材强韧性和耐蚀性能，发展低成本的表面防护技术与装备，进一步降低应用产品成本。

　　

满足不同领域需求的自主研发的新型镁合金牌号太少，汽车、轨道车用高性能宽幅镁合金板材缺乏，很难满足推广应用的要求。

　　

镁合金在我国战略性新兴产业发展中逢重大机遇，在国家《新材料产业“十二五”发展规划》中提出，高端金属结构材料以轻质、高强、大规格、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳为发展方向，发展高性能铝合金、镁合金和钛合金，重点满足大飞机、高铁等交通运输装备需求。2015年末，轨道交通、汽车等需求高强镁合金压铸、型材、板材及轮毂20万吨。目前，有望在轨道车上应用支撑梁、座椅架、门框架、行李架镁合金部件;正在研发的镁合金座椅框架、列车窗户框架用在高速列车上。到2015年，铸件、型材、板材用在轨道车上需5万吨镁合金加工材，到2020年，预计可达到15万吨左右。

　　

加强镁合金产品推广应用

　　

近10多年，我国镁产业取得快速发展，某些领域处于世界先进水平，但推广应用迟缓。

　　

首先表现在镁合金零部件设计能力不足。

　　

应用产品的设计能力不足，是因为没有一个完整的镁合金技术数据和标准评价体系的支撑，给设计者造成了困难。企业设计人员对镁性能了解不够，不能满足应用需求的镁合金产品设计，只能在国外厂商取得成功应用之后再去引进，我们始终处于技术、产品竞争的最低端，制约了镁产品的高端转型及推广应用。

　　

其二，缺少大型零部件制造企业。目前，国内在自主创新和产品制造能力方面严重不足，产业化滞后;缺少大规模、高效率的镁合金零部件生产制造企业;缺少高精度、自动化水平高的针对镁合金特性的数控专用设备。国外加工企业规模大，整体素质高，技术创新能力强。如加拿大玛瑞丁(Meoridian)公司年产汽车压铸件5万吨以上。而我国最大的上海镁镁生产能力只有3000吨以上。未来5~10年，在国内建成像上海镁镁、重庆盛镁镁业那样的零部件深加工企业至少10个，汽车行业才敢大量应用。

　　

其三，国家产业政策扶持力度不够，投入不足。

　　

镁合金作为战略资源性材料，重要的结构性材料，又是镁资源不需要进口，而且是资源保障程度最高的金属材料之一。不论是对经济发展、国防建设、还是对节能减排、提高我国企业在国际市场的竞争力和话语权，镁合金的开发及产业化都具有重大意义，应成为国家重点扶持或积极引导的投资亮点和消费热点。但是，国家产业政策扶持力度不够，这也是镁合金内需开发不足，推广应用迟缓的主要原因之一。我们国家没有像国外那样制定一套推动镁合金应用行之有效的法律、法规、政策;国家对镁产品的扩大内需、产业化投入很少，只靠民营企业自投，发展缓慢。不利调动产业发展的积极性。

　　

随着技术的进步，镁将成为继钢铁、铝之后第三大应用广泛的金属结构材料，给镁合金产业发展带来机遇。预计2015年镁合金及其加工材料需求将达到50万吨以上，2020年将达到150万吨以上。中国城镇化和西部大开发以及轨道交通建设无疑是镁产业企业最大的机遇。虽然目前扩大应用迟缓，企业生产经营困难，面临着严峻的市场考验，但这正是市场倒逼企业加快转变方式、调整结构的好时机。在政府部门引导下，促进产学研用一体化，加速转型升级，培育一批创新能力强、具有核心竞争力的骨干企业，形成一批布局合理、特色鲜明、产业集聚的镁材料产业化基地，把着力点真正放到提升发展的质量和效益上来。

 

【中国镁质材料网 采编：ZY】