镁合金产业链调研报告

镁合金产业链延伸调研报告 根据《政协武平县委员会关于开展我县主导产业产业链延伸问题专题协商方案》要求,我们开展了镁合金产业链延伸对接情况调研，汇报如下:

一、我县镁合金产业链情况 武平县白云石资源主要分布在岩前镇.根据 2003 年３月中国建筑材料工业地质勘查中心福建总队出具得《福建省武平县岩前白云石矿区详查地质报告》与２004 年 1１月１日福建省国土资源厅就福建省武平县岩前白云石矿区详查地质报告下达得《矿产资源储量评审意见书》,关于福建省武平县得岩前白云石可以得出几点结论。

第一，该矿为一优质大型矿床，赋存于中石炭统黄龙组段地层巾,属浅海相沉积矿床。该白云石矿床总体长 9５0m,宽 62０~920ｍ，出露标高为３30～518m。

第二,该矿详查探明得白云石 332 储量为 508335 万吨，3３３储量为９５37。３４万吨，３34 储量为 37６３。33 万吨,合计资源总储量为 18３8４。02 万吨。由于其中含有极少量得方解石、微量含铁矿物等，适合金属镁生产得白云石资源大约为 l70０0 万吨。

第三，矿体化学成分平均值为：MgＯ ２0。２5%、CａO ３ ｌ.７2％、Si０2O。5３％、Fe20３ 0。１0％、A1２０3 ０。33％、Nａ２0 O.02％、Ｋ20 0。０ｌ％。该矿在地质详查过程中进行了取样化验,其不同矿样得化学成分，见下表.福建武平县岩前白云石矿得化学成分

单位：％

样号 MgＯ CaO Ｓi０２

Fe 2 0 3

Ａl 2 O 3

Ｎａ２ 0 Ｋ 2 0 灼减带 ZK401—6 20、89 ３1、5３ 0．2l Ｏ、06 O、29 O、02 O、０2 4６、76 ZK40l—32 19、93 31、8６ Ｏ、８３ O、1８ 0、５9 O、0２ ０、04 46、3６ ZＫ401-４2 19、18 ３3、49 0、19 0、01 ０、27 0、0２ 0、00 46、53 ZＫ402－１0 21、11 ３1、28 O、22 ０、07 ０、24 ０、02 O、０0 ４６、93

ZK4０２－3２ 19、8５ 32、7９ Ｏ、3７ O、07 0、29 O、0２ O、02 ４6、４４ ZK4０2—3９ １8、8８ ３3、78 0、２４ 0、０8 0、２9 ０、02 0、01 4６、３6 资料来源：中国建材地勘中心福建总队，《福建省武平县岩前白云石矿区详查地质报告》，200３

为了充分利用我县白云石矿得独特资源, 我县引进于2012年3月引进了福建坤孚股份有限公司,在岩前工业集中区西区投资兴建“福建坤孚镁合金产业园”。产业园总投资2５亿元，占地面积15０0亩,以军工与汽车轻量化为产品开发方向，主要生产镁合金铸锭、型材、板带材及轮毂、３C产品部件等，并进行镁合金冶炼，致力打造完整镁合金产业链，成为全国重要得镁产业基地。

项目分二期建设.一期项目占地８00亩，投资15亿元,主要建设年产1万吨镁合金板带材、2万吨镁合金挤压型材、1０万吨镁合金铸锭、300万件镁合金轮毂以及冲压3Ｃ产品部件生产线。目前已累计投资7、65亿元，完成一期8０0亩土方平整，1号型材挤压车间及4号镁合金熔炼铸造车间于２01４年11月建成试产,2号板带车间正进行设备安装调试，5号熔铸车间正加快建设，检测中心主体工程完成外墙装修，研发中心主体工程已封顶.201５年计划投资4、5亿元，力争年底前实现一期全面投产.二期主要建设镁合金冶炼生产线,占地约７00亩，投资10亿元,计划于20１6年开工建设。

通过军民融合发展深度对接,该企业已向中航工业贵州安吉航空供应稀土镁合金铸锭(铸棒）。另外，中国兵器工业集团北方材料科学与工程研究院将在该公司成立研发及产业化基地,联合开发高性能镁合金板材及制品.二、镁合金得特点 镁就是迄今为止最轻得工程结构材料，作为地球上资源丰富、环

保、分布广泛得金属，其应用潜力很大.人类进入 2１世纪后，镁及镁合金在金属材料家族中将扮演越来越重要得角色。据专家预测，镁在不远得将来有可能跻身于继钢铁与铝之后得常用金属材料之列。

镁合金得优点极其突出,具有质量轻、比强度高、比刚度高、阻尼减振性能好、切削性能好与易于回收等优点，被誉为“21 世纪最具发展潜力得绿色工程材料”。

镁合金作为性能优良得轻抚结构材料,在与钢铁、铝合金与工程塑料得共同发展中具有一定得竞争优势，被广泛用于航空航天、轨道交通、手持电动工具(以下简称电动工具）与运动器械等领域。镁及镁合金还被应用于照明器制造、冶金、化学与电化学等方面.镁合金得特点及产品得应用领域见(图 1－１）.

（图１—1 镁合金得特点及应用领域）

镁合金得主要加工方法有液态成形与塑性成形，世界上 9５%以上得镁合金被加工成板、带、箔、管、棒、线材、型材、镁粉、铸件、压铸件、冲压件以及深加工件等镁合金产品。镁合金得成形与加工方法分别(图１-2)与(图１—3）。

（图 1-２镁合金得液态成形方法）

（图１-3 镁合金得塑性成形与深加工方法）

三、镁合金在各领域得应用

〔一〕镁合金应用领域 (1）镁合金在 3Ｃ产品上得应用:镁合金主要应用于以下电子产品

得零部件:计算机类有电脑外壳、移动硬盘外壳、CD 壳体;通讯类有手机外壳;消费类有相机外壳、音箱外壳、MP4 外壳等。

（2）镁合金在 LＥD 产业上得应用：半导体照明灯具通常就是由数十上百个集群白光 LED 组成，在大功率室外照明系统中，散热技术就是核心关键技术之一。镁合金具有优良得散热性能,已成为 LEＤ室外照明有潜在优势得首选散热材料之一。“新型散热机理与机制"、“超薄、高效率散热器结构设计与制造技术”均涉及ＬED 产品散热系统得关键部件——散热器。国内主要采用铝合金压铸件，但其散热效率有限，县制造成本高。而镁合金比铝合金，同时具有更优良得散热性,因此该产品将就是镁合金应用得新兴市场领域.（3)镁合金在汽车上得应用:镁合金旬汽车轻量化与节能减排应用前景最好得材料之一，全球汽车轻量化得趋势,迫使汽车制造商生产更环保更安全与节能得汽车产品。目前，世界各大汽车制造公司正在努力研究与开发镁合金产品,镁合金在汽车上使用或试用得零件已经相当多,包括变速箱、仪表板与方向盘、气室罩盖、油底壳、坐椅架等。各汽车公司主要应用得镁合金零部件如表所示。

大型汽车制造公司镁合金零部件应用现状 汽车制造公司 镁合金零部件名称 克莱 斯勒 转向柱、托架、气门盖、方向盘、油底壳、仪表集成与大灯架等２0 多个压铸件;单车用镁合金 2０~４０ｋg 福特 离合器箱、４轮驱动传动箱、转向柱、气门盖、方向盘、托架、手动变速箱壳体、歧管盖与后座架等 30 多个压铸件；2000 年新概念车用镁合金达 10３kｇ

通用 仪表板、离合器箱、变速箱壳体、离合器助力泵、气门盖、托架、转向柱、滤油器接头、进气歧管与凸轮等 45 个压铸件 奥迪 捷达 仪表板支架、发动机汽缸罩盖、坐椅架、齿轮箱盖、变速箱壳体、进气歧管、4 轮驱动传动箱 宝马 轮圈、齿轮箱盖、V8 引擎及托架 奔驰 坐椅架、汽缸头盖及轮圈 促进捷 轮圈、进气歧管、曲轴箱体、齿轮箱、齿轮箱,前盖及油泵箱 资料来源:《镁在汽车中得应用现状及发展趋势》,东风汽车有限公司科技情报所，2005。

汽车制造业得快速发展以及低碳经济时代得到来为镁合金在汽车产业得应用提供了巨大得市场空间。据分析，200８年北美平均单车用镁量为 3kｇ／辆，欧洲为 3、8kg/辆，中国仅为 0、5ｋg／辆.预计到2０15 年，大众、福特、丰田、本田等国际主要汽车制造商将实现每辆汽车用镁量６8kg，以２005 年世界汽车产量约６００0 万辆计算,2015 年全球汽车用镁量将达到 40０~５００万 t 得水平。

（4）镁合金在轨道交通上得应用：无论对高速轨道交通，还就是城市轨道交通，车辆得轻量化都显得非常重要。目前，有望在在轨道交通上应用得镁合金部件有支撑梁、坐椅架、门框架、行李架等。

（5）镁合金在电动工具中得应用：用镁合金制造得电动工具主要包括各种射钉枪、打磨机、电钻、角磨机、割草机、电动剪刀、切割机、冲击钻、压力钻、磨光机等。

电动工具就是一个消费需求旺盛得产业,销售量以每年 20％~3０％得幅度增长。若我国生产得电动工具中壳体类材料有 10％使用镁合金来做,每年就会消耗掉近 1 万ｔ镁合金.因此，镁合金在电动工具

上得使用还有很大得空间。

（6）镁合金在休闲运动器械中得应用：

随着镁合金挤压高性能管材制造技术得提高与焊接、表面处理技术得发展，低制造成本、高性能得轻型镁合金行车将成为推动镁合应用得一大亮点。除自行车零配件外,镁制器械得应用还包括医用担架（挤压件)、轮椅车(挤压件）、弓箭把手（压铸件)、垒球球棒（压铸件)、背包架(挤压件）、钓鱼竿、曲棍球杆、高尔夫球头、滑雪板、电动滑板车车架等。未来镁合金在运动休闲用器械得开发与制造,总得趋势就是朝着经济化、大众化得方向发展。相信随着技术得进步与成本得降低,镁质运动休闲器械必将得到广泛运用.(7）镁合金在航空航天领域得应用:镁合金以其独特得性能在航空航天领域中具有广阔得应用前景.航空航天材料每减少 1kg,给商用飞机、战斗机与航天器带来得经济效益分别就是 600 美元、6０00 美元与６000０美元。

常用铸造镁合金在航空航天领域得应用：

目前已开发出应用于航空航天及军事领域得高性能镁合金有ZＥ41、QE２2、EZ33 等.由于航空工业对材料得安全使用期限与抗腐蚀性能提出了更高得要求,综合性能更高得 WE43 镁合金逐渐取代了 ZE４1 成为制造包括主变速箱壳体在内得众多直升飞机部件得首选镁合金材料。另外,高温镁合金WE43、WＥ54被广泛应用于新型航空发动机齿轮箱与直升机得变速系统中.AＭ50、AM80、AZ91 等镁合金被用来制造飞机上得部件，如坐椅、踏板、轮子以及各种电子附件等.变形镁合金在航空航天领域得应用：变形镁合金正在成为航空航天领域应用得重要材料。变形镁合金组织更细、成分更均匀、内部更致密，具

有高强度与高伸长率等优点，在满足相同工作条件下比变形铝金更轻。因此,航空器特别就是导弹、卫星以及航天飞机大量应用各种变形镁合金,应用得典型零部件有:喷气式歼击机“洛克西德 F—80”得机翼（用镁合金板材制造),Taloｎ超音速教练机有 11％机身就是由镁合金制成得（包括１63kg得板材，127ｋg得铸件与少量挤压件、板材与管材）;B-52轰炸机(用了16４3kg得镁合金，其中1９9件挤压件、１9件锻件、５42件砂型铸件与1７３ｋg得板材)； “德热来奈"飞船得启动火箭“大力神” （使用了６00kg左右得变形镁合金我）;“李斯卡维列尔”卫星.稀土镁合金在 航空航天领域得应用: :稀土镁合金具有强度高、耐热性能好、抗蠕变性能优异等优点,既可满足航空结构材料轻量化得要求，又可满足在 47３~５73K 高温条件下长时间工作得航空发动机零部件得需要，因此受到各国研究人员得普遍重视。欧美早期曾开发过ＥＫ、EＺ、EQ、AＥ系列稀土镁合金，ＥＫ31、EＺ33、QE22 等合金都曾用于航空发动机。20 世纪８0 年代末推出 WE 系列稀土镁合金，麦道(Mc Donｎell)公司已经用ＷE４3 代替 ZM2、ZM3、ZM４、ZM5、ZＭ6系列稀土镁合金，并已成功投入应用。例如，用 ZM２制造飞机发动机得前支撑壳体与壳体盖；用ＺM3 制造飞机得发动机前舱铸件与离心机匣;用ＺM4制造飞机液压恒速装置壳体；用ZＭ5制造导弹得舱体铸件、战机座舱骨架与机轮;以稀土金属钕为主要添加元素得ＺM６已扩大用于直升机后减速机匣、歼击机翼助及发电机转子引线压板等重要零件。镁合金得低密度轻量结构与不断提高得性能为它在航空航天领域得应用提供了广阔得市场。

(8）镁合金在生物材料领域得应用：生物材料应具有良好得组织相容性、物理/化学稳定性与易加工成形性。相比于目前常用得生物医

用金属材料，如不锈钢、钴合金、钛合金与ＮｉＴｉ形状记忆合金.目前应用于市场得镁基生物医用金属材料产品主要有心血管支架与骨固定材料等。镁合金骨固定材料可替代传统医学中得钢钉等骨固定材料，与人骨得力学性能更加匹配,避免应力遮挡效应，即人体骨骼基本愈合后，降解成无毒无害得小分子,并经人体循环系统排出体外,避免患者一次手术取出钢钉得痛苦。

(9）镁合金在储氢材料行业得应用:据不完全统计，人们已研究近３00 种重要得镁基储氢合金，其中最具代表性得就是Ｍg－Ni 基储氢合金。燃料电池汽车就是电动汽车得一种，主要由燃料臬、燃料电池发动机、蓄电池与电动机等部件组成。储氢合金得重要应用之一就是作为镍氢充电池(Nｉ/ＭH）得负极材料。

（镁基生物材料与储氢材料产品得市场发展趋势) 〔二〕镁合金产业链延伸项目

县重点项目办编制《武平县镁合金产业项目策划指南》供各单位策划项目时参考。《指南》列有:镁合金板材项目、镁合金压铸件项目、3Ｃ产品外壳配件项目、镁合金汽车轮觳项目、轨道列车配件项目、稀土镁合金铸锭项目、镁合金棒、镁合金高速列车卧铺铺板项目、高速列车动车组、城市轻轨镁合金蜂窝板及内饰件项目、镁合金交通座椅骨架项目等 50 个延伸产业链项目.四、十大军工集团与镁合金产业可对接得企业名录 名 名

称 主营业务( 发展方向) 地 地

址 上市信息 中国航空工业集团公司 司

四川成飞集成科技股份有限公司 主营业务将变更为以歼陆机、空面导弹等研制为主.产品以工模具设计、研制与制造为主业（汽车模具制造与航空零件加工为主业），以计算机集成技术开发与应用为主,代表性产品就是中高档轿车中国四川成都日月大道６66 号附１号 深圳证券交易所上市，代码：0０2190

得侧、顶盖、车门、翼子板等大型、高档次得外覆盖件模具 中国兵器工业集团公司 司

晋西车轴股份有限公司 主要从事铁路车辆、车轴、轮对、车向架等产品得生产销售及自营进出口业务,在精密锻造与非标制造等方面具备较强得技术与装备实力 太原市与平北路北巷 5号码

上海证券交易所上市,代码：600４９5 凌云工业股份有限公司 公司主要生产汽车零部件、PＥ管道系统两大系列产品。就是国内率先开发生产具有国际水准汽车辊压件、PA—１1 汽车压力管路总成得企业，在辊压、冲压以及汽车管路得相关制造技术方面居国内同行业领先地位。同时，公司不但就是国内PＥ燃气管道产品得开拓者,也就是国内同类企业得领先者，经过多年得不懈努力与发展，公司已成为具有国际水准得、技术领先得中国汽车零部件制造基地与中国 PE 管道系统龙头企业。

河北省涿州市松林店镇

上海证券交易所上市,代码：600480 东北工业集团公司

江南工业集团有限责任公司 就是军民品科研、生产双重资质得综合性大型企业集团,产品包括国防产品系列、新能源装备系列、汽车整车及零部件系列。目前生产得民品主要有高速工业包缝机、江南奥拓轿车、多功能家用碾米机、压力容器系列(如液化气钢瓶）、灶具、各类专用机床(如四自由度数控缠绕机、卧式冲压机、双端面磨床等)、要装、模具等产品，并正在开发多项市场前景广阔得产品 湖南省湘漂市西郊

重庆铁马工业集团有限公司 主营特种车辆、专用汽车、汽车上装系列以及以离合器、空气悬挂器等为重点得汽车零部件制造，兼营房地产开发监理、商贸等 重庆市扬家坪正街

内蒙古金属材料研究所（第五二研究所 主要从事黑色与有色金属材料、复合材料、陶瓷材料、特种功能材料、粉末冶金材料、稀土材料等以及与之相配套得工艺技术、工程力学、分析检验、模拟实验技术得应用研究与技术开发 内蒙古自治区包头市青山区四号信箱

中国船舶重工集团公司 司

重庆长征重工有限责任公司 主要产品有铁路货车、铁路配件、集装箱绑扎件、轻轨支座、各类铸锻件,其产品广泛用于铁路、船舶、风电、城市轨道交通、石油、化工、冶金、汽车等领域,集锻造、铸钢、精密铸造、热处理、机加、焊接、模具制造、表面处理等制造手段为一体得大型综合企业。

重庆市 大渡口区 伏牛溪

重庆跃进机械厂有限公司 主导产品有滑动轴承、滑块、推力块；气阀、阀座；机带三泵;凸轮、凸轮轴；低速机缸盖、缸盖及排气总成、燃油及排气装置、智能机供油共轨单元以及空气压缩机、活塞、连杆等。产品适用缸径范围为 1３０mｍ至 980mm，覆盖船舶、铁道、远洋、内河航运、石化、发电、矿山机械等行业 重庆市永川区化工路 1号

上海齐耀发动机有限公司 经营范围:柴油机、气体发动机、发电机组、增压器与其她动力装置得销售、生产制造及服务。

上海市闵行区华宁路311１号（201108）

电话:08６－

风帆股份有限公司 主营范围:蓄电池开发、研制、生产、销售；蓄电池零配件、材料生河北保定市富昌路８号 电话:

产、销售；蓄电池生产、检测设备及零配件得制造、销售;塑料制品、玻璃纤维制品得生产销售；蓄电池相关技术服务；实业投资；技术咨询；仓储服务;废旧电池回收；铅精矿产品得生产及销售。

中国兵器装备集团公司 司

重庆长安汽车股份有限公司 集汽车研发、制造、销售与服务于一体，经营范围：制造、销售汽车、制造汽车发动机系列产品，销售、配套零部件,模具、工具得开发、制造、销售,机械安装工程科技技术咨询服务,自营与代理各类商品与技术得进出口,开发、生产、销售计算机软件、硬产品 重庆市江北区建新东路20 号 深圳证券交易所上市,代码 0006２5 江铃汽车股份有限公司 江铃拥有中国一流得发动机、铸造、冲压、车身、总装等几十条现代化得生产线，运用国际最新质量管理手段与制造体系,进行严格得生产过程控制.实用化功能与简约时尚价值观相融合得江铃汽车产品,已经包括了全顺汽车、“宝典"皮卡、“凯运”轻卡、宝威 BＵV 商务多功能在内得四大系列四百多个车型。

江西南昌迎宾北大道５09 号 电 话 : (0791)85226151， （07９１）８５229227,

深圳证券交易所上市，代码：0０0550 中国航天科技集团公司 司

上海航天汽车机电股份有限公司 上海航天汽车机电股份有限公司（简称“航天机电”)成立于 1998年 5 月 2８日,同年 6 月5 日在上海证券交易所挂 牌 上 市 , 股 票 代 码6001５1,就是中国首家以“航天"命名得上市公司，就是航天技术应用产业化得重要平台。

地址：上海市漕溪路222 号航天大厦; 网址：://

上海证券交易所上市，代码 600１51

公司依托央企资源，把握国家战略性产业发展方向，经过多年得不懈努力，已形成新能源光伏、高端汽配与新材料应用三大产业格局，建成了垂直一体化得航天光伏产业链

中国航天科工集团公司 司

中国航天汽车有限责 任公司 民品产业突出专用车、汽车零部件、汽车服务业三大业务板块。自主开发了多系列应急救援与保障装备、各型专用车等军民融合高技术产品.各类产品广泛应用于国防装备、国民经济与社会发展得方方面面

北京石景山区实兴大街 5 号中新联大厦西楼 中国航天科工集团 ○六一基地 现有 15 个工业企业（含１个上市公司），3 个商贸企业，9 个事业单位;资产总值超 1２3 亿元；现有职工 1、7 万余人，其中各类专业技术人员 6００0 多人.基地所属单位涉及机械、电子、电源、电器、冶金等行业，形成了专业化分工与协作配套得完整体系。基地得科研生产涉及机械、电子、电源、电机、电器、化工、冶金、建材等行业,形成专业化分工与协作配套得完整体系，具有雄厚得经济技术实力与强大得整体优势。在承担多项航天飞行器得系统工程设计、研制、实验、生产任务得同时,基地积极贯彻军民结合方针，开发生产了微特电机、锂离子电池、铝工业技术装备、液力机械变速器、油井测量

仪器、医疗设备、金属拉拔设备、电冰箱、注塑机、卫星地面接收天线、航天牌轻型汽车及汽车零部件等民用产品 中国航天汽车有限责 任公司 航天汽车公司现有 32家下属企业，5 大科技园区，遍及国内 1１个省市与 1 个境外国家;拥有３个省级技术研发中心及重点实验室，建立了汽车发动机及专用车产业配套齐全得科研生产体系.

致力于走中国特色得军民融合之路，统筹军民两业发展，民品产业突出专用车、汽车零部件、汽车服务业三大业务板块。始终坚持“国家利益高于一切"得核心价值观，大力发展军民融合技术,经过多年得励精图治,自主开发了多系列应急救援与保障装备、各型专用车等军民融合高技术产品；２0１２年,汽车发动机销量超过 50万台,位居国内独立汽油机企业第一位。各类产品广泛应用于国防装备、国民经济与社会发展得方方面面,市场份额不断扩大，不仅实现了进口替代，而且远销海外.北京石景山区实兴大街5 号中新联大厦西楼

五、建议: 1、加快镁合金产业链项目得相关策划工作。

2、由十大军工集团相关得军民深度融合对接责任单位及责任人牵线搭桥，尽快实现军民深度融合对接.3、加大对外招商引资力度，实现企业强强联合，充分利用好现有福建坤浮有限公司资源,突破企业发展瓶颈,解决企业融资问题.

作者论述起来还真是头头是道啊。

看了之后就觉得，很实在的心情，这样的才是最好的。

镁合金总结报告

班级：材料学号：姓名：韦春阳

08A—2 08108010232 摘要：镁合金是最轻的工程结构材料，具有密度低、比强度和比刚度高等特点，被广泛应用于汽车、电子等领域，要扩大镁合金的应用范围，提高其力学性能是十分重要的一项十分关键因素。

关键词：发展史

镁合金系

AZ91镁合金

一、镁合金简介

镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小（1.8g/cm3镁合金左右），比强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。它是实用金属中的最轻的金属，高强度、高刚性。

二、镁的工业发展史发展史

镁是地壳中含量最丰富的元素之一，其丰度居第8位，约占地壳组成的2.5％，主要以白云石(碳酸镁钙)、菱镁矿存在，此外，海水中含镁约0.13％，可谓取之不尽，但人类认识镁却较晚.

1828年法国科学家A．A．Buy用金属钾将镁从熔融的氧化镁中置换出来。

1852年R．Bunsen建立了一个小型实验电解槽用电解法生产镁。

1886年以Bunsen的电解槽为基础，在德国建立了首个商业性电解镁厂。

1910年世界镁产量约10t／a，到1930年增长到1200t／a以上。二战期间镁工业获得了飞速发展，从1935年开始，德、法、苏、奥、意等国分别建立了镁厂，美国的镁产能扩大了10倍，1943年世界镁产量约为235kt／a。

1943年世界镁产量约为235kt／a。此期间镁主要用来制造燃烧弹、照明弹、曳光弹、信号弹以及军事和飞机等军用设备的零部件。

二战结束后，1946年世界镁产量降低到25kt／a，世界各国开始考虑镁合金在民用工业的开发和应用，在以后的20年中，美国Dow化学公司在开发镁合金及其生产技术方面取得了突出的成就，为镁及其合金在冶金、航空、电子、兵器、汽车、化学及防腐、印刷、纺织等民用工业部门的应用开辟了道路，使镁工业出现了连续增长的势头，实际上从二战结束以来年均增长率在7％左右，现在世界上镁产能已达到550kt／a，2000年实际产量为430kt。

三、镁合金系的划分

四、Mg-Zn 镁合金系特点

五、熔炼镁合金的生产工艺流程

六、熔炼镁合金的反射炉结构

1—炉壳

2—炉底

3—溜口

4—炉子拱盖

5—加料孔

6—燃烧嘴

7—移动式小车

8—支柱托辊和炉子倾斜托辊

七、AZ91镁合金剂熔炼法

八、镁合金的应用

在航天的应用

镁合金是航空器、航天器和火箭导弹制造工业中使用的最轻金属结构材料。镁的重量比铝轻，比重为1.8，强度也较低，只有200～300兆帕(20～30公斤/毫米2)，主要用于制造低承力的零件。镁合金在潮湿空气中容易氧化和腐蚀，因此零件使用前，表面需要经过化学处理或涂漆。德国首先生产并在飞机上使用含铝的镁合金。镁合金具有较高的抗振能力，在受冲击载荷时能吸收较大的能量，还有良好的吸热性能，因而是制造飞机轮毂的理想材料。镁合金在汽油、煤油和润滑油中很稳定，适于制造发动机齿轮机匣、油泵和油管，又因在旋转和往复运动中产生的惯性力较小而被用来制造摇臂、襟翼、舱门和舵面等活动零件。民用机和军用飞机、尤其是轰炸机广泛使用镁合金制品。例如，B-52轰炸机的机身部分就使用了镁合金板材635公斤，挤压件90公斤，铸件超过200公斤。镁合金也用于导弹和卫星上的一些部件，如中国“红旗”地空导弹的仪表舱、尾舱和发动机支架等都使用了镁合金。中国稀土资源丰富，已于70年代研制出加钇镁合金，提高了室温强度，能在300°C下长期使用，已在航空航天工业中推广应用。

目前,镁合金在汽车上的应用零部件可归纳为2类。

(1)壳体类。如离合器壳体、阀盖、仪表板、变速箱体、曲轴箱、发动机前盖、气缸盖、空调机外壳等。

(2)支架类。如方向盘、转向支架、刹车支架、座椅框架、车镜支架、分配支架等。

根据有关研究,汽车所用燃料的60%是消耗于汽车自重,汽车自重每减轻10%,其燃油效率可提高5%以上;汽车自重每降低100 kg,每百公里油耗可减少0.7 L左右,每节约1 L燃料可减少CO2排放2.5 g，年排放量减少30%以上。所以减轻汽车重量对环境和能源的影响非常大，汽车的轻量化成必然趋势。

手机电话，笔记本电脑上的液晶屏幕的尺寸年年增大，在它们的枝撑框架和背面的壳体上使用了镁合金。

虽然镁合金的导热系数不及铝合金，但是，比塑料高出数十倍，因此，镁合金用于电器产品上，可有效地将内部的热散发到外面。

在内部产生高温的电脑和投影仪等的外壳和散热部件上使用镁合金。电视机的外壳上使用镁合金可做到无散热孔。 电磁波屏蔽性:镁合金的电磁波屏蔽性能比在塑料上电镀屏蔽膜的效果好，因此，使用镁合金可省去电磁波屏蔽膜的电镀工序。

在硬盘驱动器的读出装置等的振动源附近的零件上使用镁合金若在风扇的风叶上使用镁合金，可减小振动达到低骚音。此外，为了在汽车受到撞击后提高吸收冲击力和轻量化，在方向盘和坐椅上使用镁合金。

九、镁合金的防腐蚀方法

1、化学转化处理

镁合金的化学转化膜按溶液可分为：铬酸盐系、有机酸系、磷酸盐系、KMnO4系、稀土元素系和锡酸盐系等。

传统的铬酸盐膜以Cr为骨架的结构很致密，含结构水的Cr则具有很好的自修复功能，耐蚀性很强。但Cr具有较大的毒性，废水处理成本较高，开发无铬转化处理势在必行。镁合金在KMnO4溶液中处理可得到无定型组织的化学转化膜，耐蚀性与铬酸盐膜相当。碱性锡酸盐的化学转化处理可作为镁合金化学镀镍的前处理，取代传统的含Cr、F或CN等有害离子的工艺。化学转化膜多孔的结构在镀前的活化中表现出很好的吸附性，并能改镀镍层的结合力与耐蚀性。

有机酸系处理所获得的转化膜能同时具备腐蚀保护和光学、电子学等综合性能，在化学转化处理的新发展中占有很重要的地位。

化学转化膜较薄、软，防护能力弱，一般只用作装饰或防护层中间层。

2、阳极氧化

阳极氧化可得到比化学转化更好的耐磨损、耐腐蚀的涂料基底涂层，并兼有良好的结合力、电绝缘性和耐热冲击等性能，是镁合金常用的表面处理技术之一。

传统镁合金阳极氧化的电解液一般都含铬、氟、磷等元素，不仅污染环境，也损害人类健康。近年来研究开发的环保型工艺所获得的氧化膜耐腐蚀等性能较经典工艺Dow17和HAE有大程度的提高。优良的耐蚀性来源于阳极氧化后Al、Si等元素在其表面均匀分布，使形成的氧化膜有很好的致密性和完整性。

一般认为氧化膜中存在的孔隙是影响镁合金耐蚀性能的主要因素。研究发现通过向阳极氧化溶液中加入适量的硅-铝溶胶成分，一定程度上能改善氧化膜层厚度、致密度，降低孔隙率。而且溶胶成分会使成膜速度出现阶段性快速和缓慢增长，但基本上不影响膜层的X射线衍射相结构。

但阳极氧化膜的脆性较大、多孔，在复杂工件上难以得到均匀的氧化膜层。

3、激光处理

激光处理主要有激光表面热处理和激光表面合金化两种。

激光表面热处理又称为激光退火，实际上是一种表面快速凝固处理方式。而激光表面合金化是一种基于激光表面热处理的新技术。激光表面合金化能获得不同硬度的合金层，具有冶金结合的界面。利用激光辐照源的熔覆作用在高纯镁合金上还可制得单层和多层合金化层。

采用宽带激光在镁合金表面制备Cu-Zr-Al合金熔覆涂层时，由于涂层中形成的多种金属间化合物的增强作用，使合金涂层具有高的硬度、弹性模量、耐磨性和耐蚀性。而由于稀土元素Nd的存在，在经过激光快速熔凝处理之后得到的激光多层涂敷，晶粒得到明显细化，能提高熔覆层的致密性和完整性。

激光处理能处理复杂几何形状的表面，但镁合金在激光处理时易发生氧化、蒸发和产生汽化、气孔以及热应力等问题，设计正确的处理工艺至关重要。

4、其他表面处理技术

离子注入是在高真空状态下，在十至数百KV电压的静电场作用下，经加速的高能离子(Al、Cr、Cu等)以高速冲击要处理的表面而注入样品内部的方法。注入的离子被中和并留在样品固溶体的空位或间隙位置，形成非平衡表面层。

有研究认为耐蚀性能的提高是由于自然氧化物的致密化、注入离子的辐射和形成镁的氮化物的结果。所得改性层的性能与所注入离子的量和改性层的厚度有关，而基体表面的MgO对改性层的耐蚀性能的提高也有一定的促进作用。

气相沉积即蒸发沉积涂层，有物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)两种。它是利用能使镁合金中的Fe、Mo、Ni等杂质含量大幅度降低，同时利用涂层覆盖基体的各种缺陷，避免形成局部腐蚀电池，从而达到改善防腐性能的目的。

十、镁合金生产火灾预防及扑救对策

1、镁合金切削工艺的火灾危险性

（1） 镁屑性质活泼,高温下极易燃烧。镁合金切削过程中,镁屑切口处大部分是未氧化的镁和镁合金。由于金属镁属一级遇湿易燃品,着火点及最小引燃能量低,加之切屑薄而小,比表面积大,因此高温环境下在空气中极易燃烧。

（2）高速切削时会产生高温,引燃镁屑。机械加工时,为充分发挥刀具的切削性能,提高生产效率和工件质量,一般要求较高的切削速度。而高速度的切削往往会使金属切屑的温度高达700°C~ 1 000°C,当缺乏冷却液的有效供应时,高温将足以引燃镁屑起火。 （3）镁屑燃烧温度高,火灾蔓延速度快,扑救难度大。镁一旦发生火灾,其燃烧温度可达3 000°C,燃烧热值高达25 121 kJ/kg。当镁屑呈粉状时与空气混合遇火能发生爆炸。此外,由于镁高温时遇水可发生化学反应放出氢气,故金属镁火灾中,水、泡沫、四氯化碳等灭火剂都受到限制,干粉、卤代烷灭火剂的灭火效果亦不明显,扑救难度大。

2、镁合金切削加工工艺火灾预防

（1） 控制好切削速度。切削热的产生与切削速度呈同比例增长,因此切削速度对切削温度影响极大。在实际工作中我们发现,不同的切削速度产生的切削热会使切屑的表面氧化膜颜色发生变化。因此,通过不同切削速度下的镁合金切削氧化膜颜色,便可估算出安全的车床主轴转速。

（2）正确选择切削液。除非机械构造本身限制,在镁合金切削加工时应始终充分供应切削液以及时降低切屑温度。考虑到镁的化学特性,切削液的选择应避免采用可燃、具有强氧化性及含水量较高的液体,从而防止冷却液遇高温镁屑燃烧或反应放热起火。

（3）强化易燃、可燃物品的监管。冷加工切削过程中使用的润滑油及精密机床使用的液压油、导轨油、主轴油等大多为可燃液体,而且一般储油量都较大,如普通机床液压油约有20 kg~70 kg。所以日常工作中应加强设备的检修与维护,保持机床完好,严防漏油。对清洁机床后遗留的油抹布、油棉纱等,应及时清理,并与镁屑相隔离。

3、镁屑火灾的扑救

（1） 严禁使用水、泡沫、四氯化碳、二氧化碳灭火剂扑救。 （2）对已燃金属镁屑应选用D级灭火器。如7150、D类干粉、干砂等,考虑到目前国内市场上7150、D类干粉灭火器并不常见,而干砂对机床(特别是精密机床)损坏大,根据实际可就地取材选用75 %~80 %的覆盖熔剂粉加20 %~25 %硫磺粉经混合制成的撒粉熔剂灌装在手提干粉灭火器中进行灭火,效果明显。

（3）扑救镁屑火灾时,应使灭火器喷嘴与起火镁屑间保持一定距离,以尽量减少灭火器喷射过程中对镁屑的冲击作用,防止镁屑扩散形成爆炸性混合物。

十一、镁合金的发展前景

进入21世纪，镁的最大也是最为持久的热点是作为汽车、笔记本电脑、手提电话及电视机零件上镁合金压铸件的使用。我国将从两个大的方面来发展镁合金的应用，一是3C产品及其它轻工消费产品，另一方面是电动车及汽车零件。镁合金有4个主要系列：Mg-Al-Zn-Mn(AZ系列)，Mg-Al-Mn(AM系列)，Mg-Al-Si(AS系列)，Mg-Al-稀土(AE系列)，它们各具特有的使用性能，能满足多种功能的需要，将会得到广泛应用。

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