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常见问题解答

材料轻量化:宽幅镁板是热点

发布日间:2018-01-08   浏览次数:

镁合金板带材市场需求和规模化应用形成的发展趋势是宽幅化和低成本化。宽幅化是镁合金板带材满足航空航天和汽车等交通运输工业轻量化需要的基本条件,低成本化是镁合金板带材可以与其它材料竞争的重要条件。
  市场对镁合金板带的需求和应用主要是基于其具有密度小、刚性大、加工性能好、综合利用率高、减震和电磁屏蔽性能优良等特点。
  根据不完全统计,国外镁合金板带材专业化生产线的产能在3万~5万t/a,目前还主要以小规模化、小批量化、块式法生产方式为主,生产线也远没有达到实际产能。
  目前国内镁合金板带材的市场应用领域、实际用途及其厚度等规格主要包括:
  航空航天及军事领域:主要使用厚度在6~100mm的镁合金中厚板材,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、战斗机副油箱及衬板以及其它结构零部件。同时也有2~6mm厚度的镁合金中板用于生产设备部件的外壳或箱盖,以及支架、门壳体等零部件。
  汽车行业:主要使用厚度在1.2~3mm的镁合金薄板,用于制造仪表面板、车门板、发动机盖板、行李箱盖板、车顶板、变速器盖、座椅骨架和靠背等。
  轨道交通:0.1~0.3mm厚度的薄板用于制造列车蜂窝地板的蜂窝芯,0.6~3.5mm厚度的产品用于制造蜂窝地板的上下面板。列车内衬板、物品架使用的镁合金板材厚度为3~5mm,而列车裙板、座椅、卧铺板使用的镁合金板材厚度为5~7mm。列车内部的受力件使用的镁合金板厚度多在4~12mm。
  3C等电子产品行业:主要使用镁合金薄板,厚度多在0.4~1.5mm。在具体厚度规格上,0.1~0.3mm厚度的薄板用于生产音响音膜,0.4~0.6mm厚度的薄板用于生产U盘外壳、移动硬盘外壳等。0.6~1.2mm厚度的板材用于生产智能手机外壳、笔记本电脑外壳、数码相机外壳、摄影机外壳,而1.5~3mm厚度的板材用于生产电视机、冰箱、洗衣机等家电外壳。
  其它行业:印刷版使用的镁合金板材厚度为1~10mm。运动器材、医疗工具、手动工具使用的镁合金板材厚度为2~8mm;电池片使用的镁合金薄板厚度为0.25~0.5mm。
  为适应以交通运输工具为代表等行业用材的需要,镁合金板带材的尺寸规格发展趋势是宽幅、薄板卷。例如,在国家科技部新材料产业“十二五”发展规划及2013年有色金属行业高新技术产品目录中均将幅宽超过1500mm的镁合金板带材作为重点研制开发和工业化生产的目标产品。如图所示为国内镁合金板带材在民用市场应用的一些典型产品。
  目前,国内镁合金板带材合金品种以镁-铝-锌系为主,同时还有镁-锰系、镁-锌-锆系。其中,镁-铝-锌系中的AZ31B,AZ91D由于具有焊接性能好、强度高、加工性能好、轧制温度范围较宽等优点而广泛应用于交通运输、电子信息、电池工业等领域。另外,国内大学和科研机构也在进行稀土镁合金、耐腐蚀镁合金、耐高温镁合金、高强镁合金板带材的研制和开发。
  因此,笔者认为,国内镁合金板带材生产企业应针对下游用户的实际需求进行有针对性的研究和生产,以进一步提高产品的附加值、扩大产品的应用(尤其是民用领域)。
  其一,即使对于相同的产品,生产企业也应能够提供不同牌号、性能、等级、价格的镁合金板带材,由使用企业根据实际需求和产品定位来进行选择和购买;其二,镁合金板带材生产企业在产品出厂时应能够同时提供其合金的具体成分、微观组织分析结果、综合力学性能检测结果等数据。其三,镁合金板带生产企业只考虑了板带材的生产,未考虑零部件加工制作过程中的技术难题,比如零部件模具的设计制造、板带材拉伸和冲压、表面处理、防腐等方面存在的技术问题或难题。镁合金板带材生产企业应能够协助下游用户解决以上问题或技术难题。
  笔者建议,生产线和加工设备规模化和专业化;工艺技术多样化和借鉴化;生产连续化和低成本化;新上项目平稳化和逐期过渡化;生产线工程设计专业化;产品多样化和差异化;板带材深加工协作化和就地化;扩大产品应用以市场需求为推动化。
  目前,镁合金板带材在研发、生产和生产线的建设、加工设备的设计等方面都属于原材料和制造行业的一个热点,但在目前情况下其工业化代替钢、铝等金属还存在着一些困难,进展也相对缓慢。同时,镁合金板带材也面临着具有重量更轻、强度更高、成形性更为优良的碳纤维等复合材料的竞争(如手机、笔记本电脑厂家目前在考虑使用碳纤维等新型材料),这一点必须引起镁行业的重视,在推动镁合金尤其是薄规格板带材的规模化生产和应用上应迅速行动起来,或者一旦错过这个良好局面和发展时期,未来会面临更大的困难。