【百家講壇】蘇州鎂瑞公司總經理汪陽談：鎂合金壓鑄件的推廣應用及市場前景

壓鑄“百家講壇”由《壓鑄周刊》、中國機械工程學會鑄造分會（全國鑄造學會FICMES）聯合主辦的品牌欄目。本期內容的主題為：金屬鎂及鎂合金壓鑄件的推廣及應用。

為什么鎂合金及鎂壓鑄件如此輕質，且我國金屬鎂儲量全球第一，卻無法像鋁金屬一樣規模化被應用推廣應用汽車等各行各業？本期邀請蘇州鎂瑞電子科技有限公司總經理汪陽先生談談他的看法。

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

金屬鎂及鎂合金壓鑄件的優勢

首先，鎂是地球上儲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%。鎂的強度高、剛度高，導熱導電性能好，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，加工能量僅為鋁合金的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構材料應用中比鋁和塑料更具有應用價值。

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

最后，鎂合金材料在減振、降噪和環保等方面也具有很大優勢。與鋁合金材料相比，鎂合金材料熔化、鑄造時的能源消耗少，切削加工時機械磨損少，整個生產費用可比鋁合金材料減少15%左右。盡管單位重量鎂錠的價格要比鋁和鐵貴一些，但這一價格上的劣勢因鎂合金材料生產加工過程中的費用低廉而得以彌補，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，總體價格比鋁合金材料僅高出20%左右（目前單價雖然不止，但是長期單價來看也不會相差很大）。

影響鎂合金壓鑄件規模化市場應用的因素

目前，安全相關政策對鎂合金材料的應用及推廣影響較大。

由于鎂合金生產過程中出現過不少安全事故，且有的事故造成的影響比價大，導致各界“談鎂色變”。地方政策對鎂相關產業鏈的嚴加管控，導致很多企業無法開展生產工作。而在此背景下，中小企業若要繼續生產，必須要增加相關設備、管理、人才等要素支出。但這些需求疊加之后產生高昂的資本投入導致中小企業承擔，只能選擇放棄。進而導致產業鏈上下游企業變少。市場終端產品考慮供應鏈的配套完善問題，取消鎂合金材料的應用。最終導致鎂合金材料產業相關人才、技術、工藝等得不到深度的開發和研究。

舉個簡單的例子，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，這些缺點在鎂合金零部件的生產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、鎂合金材料在實際應用中存在外部裸露件的銹蝕問題、不同材質零件混和運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、相關研究院、企業等多方共同推動，才能謀求鎂合金應用方面有更好的發展。

關于鎂合金壓鑄件的應用市場前景

在目前汽車使用的材料中，金屬鎂僅占2.5%，而且還有相當一部分是以合成材料的形式應用于汽車中。目前，金屬鎂的原材料生產廠都在擴大生產能力。例如，在國內，金屬鎂的年生產能力已經從0.5萬噸猛增到15萬噸以上；在國外，鎂合金鑄件的年產量達到了3萬噸以上，創造了有史以來的最高記錄。另外，許多汽車零部件供應商和汽車生產廠家也都有著自己的鎂合金材料開發項目和計劃。例如，北美地區就有許多這樣的設想，然而，計劃最多、增長幅度最大的地區仍然是歐洲。

在汽車制造領域中，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，從汽車的運動部件（如車輪），到汽車的結構部件（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是承受的機械和化學負載較低。鎂合金材料經常用來制造“支架”、“殼體”、“端蓋”或“堵蓋”類零件，再到汽車車載電子產品等。所有的OEM汽車生產廠家都在他們的產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：轉向軸，全球50%的轉向軸采用了鎂合金材料；橫梁，歐洲產轎車中使用了約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部結構的驅動系統中，大批量、由汽車零部件供應商提供的鎂合金零部件有望在今后的5年內大量進入汽車制造業，如：戴姆勒·克萊斯勒公司生產的汽車將采用鎂合金自動變速器；寶馬BMW公司生產的轎車將采用鎂-鋁復合材料的發動機缸體。

從長遠來看，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用也會進一步增加，這為鎂合金材料提供了新的發展機遇。當人們充分利用了金屬鎂的特性，按照金屬鎂特性合理地設計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，而且不致引起價格的提高。

汽車工業中鎂合金零部件數量的不斷增加為零部件供應商、系統供應商提供了一個新的商機，而在生產加工鎂合金汽車零部件過程中，首先應解決好金屬鎂的燒蝕問題。進行適當地安全防護措施后，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。國外已經研發出了即將推向市場的鎂合金零部件拋光工藝技術、鎂合金材料預處理工藝。這是一種按照陽極表面處理原理對鎂合金零件進行防腐處理的工藝技術。

上述主要針對鎂合金材料在目前主流汽車產業的應用，但實際上鎂合金材料的應用范圍非常廣，手持電動工具、園林工具、自行車、穿戴智能產品、建筑行業等都在開發鎂合金的輕量化等優勢產品，相信在未來的實際應用中，鎂合金材料的優勢也將逐漸得到體現。

隨著科技水平的不斷提高，企業及科研機構的推動，相關政策的利好，鎂合金材料的弱點也在不斷被改進，鎂合金材料將具有非常廣闊的市場前景。