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國外鎂合金壓鑄件在2000年前將以20%～25%的速度增長，尤其在汽車行業需求量大。文中講述鎂合金壓鑄件特點和國外汽車行業對鎂合金壓鑄件的需求情況。論述我國應抓住機遇，開發研製鎂合金壓鑄件，迅速佔領國內市場，並向國外發展的有利條件。
鎂是常用金屬中最輕的一種，是地殼中含量最豐富的元素之一，約占地殼組成的25%。鎂的熔點為650 ℃與鋁熔點相近，鎂比鋁還輕，密度是鋁的1/3。鎂壓鑄件比強度高，鑄造性好，具有降噪減振性能。近年來鎂壓鑄件消費在所有壓鑄金屬中增長最快，在鎂消費領域中增長也最快。北美生產的鎂壓鑄件中有70%用於汽車零件。在汽車向輕量化發展的趨勢中，鎂合金會成為僅次於鋁合金的重要的汽車材料。
1.鎂合金壓鑄件特點
鎂合金壓鑄件成本比鋁合金壓鑄件高1倍(據國外資料，含99.8%鎂的壓鑄件2 800 美元/t,鋁合金壓鑄件1 450 美元/t)。但是，採用鎂壓鑄件後使汽車重量減輕，耗油量減少，排出廢氣減少；另外鎂合金壓鑄件具有降噪減振性能和鑄造精度高等優點，綜合經濟效益好，在汽車行業使用大有潛力。鎂合金壓鑄件有如下特點。
(1)鎂的密度為1 700 kg/m3,有較高的比強度。鎂的焊接強度大，為本身強度的95%。鎂有較高穩定性，有穩定收縮率，鑄件的鑄造和加工尺寸精度高，可進行高速機械加工。
(2)鎂與鐵的反應性低，壓鑄時壓鑄模產生熔損少，因此壓鑄模使用壽命長。鎂在單位容量下的熱焓低，鎂的壓鑄速度比鋁大。
(3)鎂有良好降噪減振性能，低慣性和耐磨性。
(4)鎂有良好耐腐蝕性，在鹼性環境下是穩定的，有抗鹽霧腐蝕性能，但在酸性和氯氣環境下易腐蝕。鎂有較高溶解電位，在與其他金屬材料接觸並有電解液存在時鎂合金會產生電腐蝕。
2.汽車行業對鎂合金壓鑄件的需求
據國際鎂協會報導，1996年世界鎂產量共計29.4 萬t。1996年鎂的用途中，用於配製鋁合金的量最多，其次就是生產鎂合金壓鑄件，見表1［1］。
西方權威人士預測，西方國家鎂的消費量在2000年為45 萬t，其中配製鋁合金為17.07 萬t，壓鑄件為15.56 t，鋼鐵脫硫為9.13 t。壓鑄件在鎂消費總量中佔有較大比例，1994～1999年5年內消費增長率為20%,如再包括汽車以外的電腦等消費，增長率為25%。
鎂合金壓鑄件在汽車行業中需求量增長幅度很大。目前美國(通用、福特、克萊斯勒汽車公司)和日本、德國汽車公司利用純度高、性能好的優質鎂合金作壓鑄件。鎂壓鑄合金的化學成分見表2［2］
表1 1996年世界鎂的用途和用量 t
Table 1 The use and volume of magnesium in the world in 1996 t
用 途
美國、加拿大
拉美國家
西歐國家
非洲、中東
亞洲、澳大利亞
小 計
配製鋁合金
66 000
3 700
32 400
4 500
31 600
138 200
壓鑄件
50 600
6 400
12 200
100
3 000
72 300
脫 硫
26 400
200
11 800
600
600
39 600
電 化
7 200
600
4 200
—
4 500
16 500
球墨鑄鐵
6 500
500
3 700
—
1 800
12 500
還原劑
3 400
—
1 600
—
—
5 000
軋 制
3 600
—
100
—
300
4 000
鑄 造
700
—
1 600
—
100
2 400
其 他
3 200
300
800
100
500
4 900
合 計
167 600
11 700
68 400
5 300
42 400
295 400
表2 汽車用鎂壓鑄合金成分(品質分數) %
Table 2 The composition of magnesium alloy die casting used for automobile %
合金牌號
合 金 成 分
雜 質 不 大 於
備 注
Mg
Al
Mn
Zn
Fe
Si
Cu
Ni
其他
AM50A
餘量
4.5～5.3
0.28～0.50
0.20
0.004
0.05
0.008
0.001
0.01
壓鑄件
AM60A
餘量
5.6～6.4
0.22～0.48
0.20
—
0.20
0.25
0.01
0.30
壓鑄件
AM60B
餘量
5.6～6.4
0.26～0.50
0.20
0.004
0.05
0.008
0.001
0.01
壓鑄件
AZ91HP
餘量
8.5～9.5
≥0.15
0.45～0.9
0.004
0.02
0.015
0.001
0.01
壓鑄件
AZ91O
餘量
8.5～9.5
0.17～0.40
0.45～0.9
0.004
0.05
0.025
0.001
0.01
日本、美國轎車用
AE91E
餘量
8.5～9.2
0.17～0.50
0.45～0.9
0.005
0.20
0.015
0.001
0.01
日本轎車用
北美平均每輛汽車中使用1.6 kg鎂，全部汽車用鎂合金壓鑄件總重量為593 t,預計到2000年每輛汽車用量將達3.3 kg。日本1997～1998年度對汽車用鎂壓鑄件需求大幅度增加，1996～1997年度鎂壓鑄件為2 450 t,1997～1998年度為3 300 t。汽車上使用的鎂壓鑄件已擴展到駕駛盤、儀錶盤框架、制動馬達、懸架零件、框架構件、發動機構件、座椅架、汽缸罩蓋、離合器外殼、轉向柱輪、手制動杆等。大眾汽車公司的變速箱用鎂合金鑄件，品質減輕4.5 kg。福特汽車公司用鎂合金AM60生產車座支架安裝在微型貨車上，取代鋼制支架，使座椅品質從4 kg減為1 kg。AZ91具有良好的抗拉強度，鑄造性能也很好。AZ42(含2%稀土元素)高溫性能好，可在175 ℃下工作，用來製作變速箱的箱體或汽車發動機的汽缸蓋。日本三菱鋁業公司與澳大利亞工業科技部合作開發一種超輕品質的鎂發動機。據“資訊與決策”報導，我國研製新型壓鑄鎂合金，其成分與德國的TL-VW030成分相當，但雜質含量低，除具有較高強度、硬度和韌性外，還有較高抗蝕性能。近年英國金屬鑄件公司建立最大的鎂合金壓鑄件廠，使用IDRA700t熱室壓鑄機，年產50萬個壓鑄件。熱室壓鑄工藝比冷室壓鑄更先進，可生產薄壁鑄件，壓鑄模壽命長。目前汽車上使用鎂壓鑄件只有桑塔納轎車的變速箱殼體和殼蓋。
3.我國鎂工業的發展與鎂合金壓鑄件消費潛力
我國目前各鎂廠年產能力在1 000 t以上，總共有50家生產。50家鎂產量能接近10 萬t/a。1996年中國鎂產量為4.5～5 萬t。國內鎂消費量較低，1996年鎂鋁消費比為0.8%,即鎂消費量為1.4～1.5 萬t。中國鎂的產量大於國內需求量，產品中70%～80%用於出口。
4.結語
鎂合金壓鑄件在汽車行業中具有很大應用潛力。使用鎂合金壓鑄件對實現汽車的輕量化、高速、節能等整體功能效果明顯，因此引起國外汽車行業的高度重視，鎂壓鑄件每年以20%～25%的速度增加。我國汽車行業和壓鑄業應用戰略眼光看待這種趨勢，研製和生產鎂合金壓鑄件。我國鎂資源豐富，並能生產出高品質鎂錠，正是發展的良好條件。此文目的就是希望引起我國有關方面重視，促進我國壓鑄業的發展。
本文摘自於：http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.articles/tzzzjyshj/980315.htm
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