鋁合金壓鑄，鎂合金壓鑄這幾年技術的發(fā)展

一、我國鎂合金鑄造的現狀及問題

迄今為止，壓鑄（高壓鑄造）占據著鎂合金結構件制造得主導地位。本世紀以來，鎂合金壓鑄結構件呈現出持續(xù)、快速的增長趨勢。隨著全球范圍內解決環(huán)境問題的步伐加快，眾多行業(yè)對高性能鎂合金壓鑄結構件的需求更為強烈，由于塑性加工可進一步改善鎂合金的組織并提高其性能，因此在國際上日益受到人們的重視。

鎂合金壓鑄的發(fā)展

與鋁合金壓鑄相似，生產鎂原料的能源消耗遠大于回收利用的能源消耗，因此鎂合金完全可以再循環(huán)利用。以鎂合金壓鑄為例，鎂合金錠除了用于鑄件之外還會產生其他消耗，正規(guī)的鎂合金壓鑄工廠應建立起完善的物料流動管控體系，以最大限度地減少資源耗費。

鎂合金鑄錠消耗 

鎂合金壓鑄廠物料流程

但是鋁合金壓鑄和鎂合金壓鑄行業(yè)還是存在著不小的問題：

（1）產業(yè)鏈需要完善和整合。原輔材料、合金材料、成形加工以及最終整機產品各個產業(yè)部門之間技術經濟關聯(lián)松散，鎂合金壓鑄產業(yè)的產業(yè)聚集還沒有形成集群優(yōu)勢，產業(yè)結構需要不斷調整和優(yōu)化升級。完善的產業(yè)鏈才會使鎂加工的循環(huán)再利用良性發(fā)展，而政府引導、行業(yè)推動、技術開發(fā)以及標準化建設則是實現產業(yè)鏈協(xié)同的根本。

鎂合金壓鑄產業(yè)鏈及循環(huán)再利用

（2）合金材料綜合質量差，鋁合金壓鑄件和鎂合金壓鑄件檔次低。鎂原材料質量差、生產設備和工藝落后、技術開發(fā)能力低、核心技術缺失是制約高附加值鎂合金壓鑄件生產的根本因素。

（3）鑄造工藝裝備基礎條件差。工藝裝備不配套，模具設計與制造主要移植鋁合金壓鑄，專業(yè)水平有待提高。原輔材料的生產設備簡陋、技術落后、測試手段短缺，原輔材料品種不一，質量不穩(wěn)定。此外，我國的許多標準制定后多年不加修訂，給產品的生產、銷售等都帶來諸多不便。

（4）環(huán)保、能耗問題嚴重。許多鎂合金壓鑄廠由于經營理念、生產工藝及裝備落后，生產過程產生大量的有害氣體和粉塵，不僅嚴重污染環(huán)境，還有害人的健康。由于整體專業(yè)化程度、技術水平和管理水平低，產品能耗大、廢品率高，品質較差。

（5）技術落后，人才缺乏，新工藝新產品開發(fā)能力不足，產品附加值低、市場單一。高品質的產品有賴于技術長期積累及核心能力形成，這也是開拓多元化市場的基礎。

（6）目前還沒有建立起完善的鎂回收和再生體系。再生鎂無論是每噸消耗能量還是生產時產生的CO2量均比生產新鎂材料大幅度減少。所以從節(jié)能，省資源和環(huán)保諸方面看，鎂的回收再生是時代的要求。從技術層次上看，鎂的回收難度大于鋁，鑄造鎂合金行業(yè)應從發(fā)展戰(zhàn)略的高度對此予以十足的重視。

二、未來鋁合金壓鑄和鎂合金壓鑄的發(fā)展方向

（1）進一步提高自主創(chuàng)新能力和產品品質。未來鋁合金壓鑄件將向著薄壁、形狀復雜、高性能、高品質等方向發(fā)展。因此，傳統(tǒng)生產技術的改進和創(chuàng)新將成為鋁合金壓鑄的重要任務。

鋁合金壓鑄技術的發(fā)展

另外，鑄造技術的選擇和應用要權衡生產成本、性能以及鑄件品質，對于各個環(huán)節(jié)要統(tǒng)籌分析。

力學性能

成本與品質

為了滿足高品質鑄件的要求，與鑄造工藝匹配的合金改良及熔鑄技術開發(fā)必須要引起人們足夠的重視，而提高鋁液質量仍然是鋁合金壓鑄業(yè)關注的焦點問題。

（2）縮短產品開發(fā)周期，有效控制鑄件成本，擴大應用范圍?？s短開發(fā)周期可以更好滿足用戶的需求和削減開發(fā)成本，以達到提高產品競爭力的目的。隨著計算機模擬技術應用的日益廣泛，產品開發(fā)時間也大幅度減少，當前以經驗為主的開發(fā)模式未來也會隨之逐漸上升到理性主導。

（3）鋁回收再生的發(fā)展。開發(fā)從復合材料和混有異種材料的廢料中有效分離鋁的技術；建立起廣域的廢棄鋁料的經濟回收社會體系；通過精煉技術的開發(fā)和應用，提高再生料在高性能鋁合金鑄件和壓鑄件中的應用比例。

三、鋁合金壓鑄和鎂合金壓鑄的研究方向

今后，我國鋁鎂合金鑄造業(yè)的發(fā)展仍要以基礎研究為重點，為技術創(chuàng)新提供支撐，縮短與西方發(fā)達國家的差距，占領國際競爭的制高點。

（1）材料及制備技術的開發(fā)。在傳統(tǒng)技術基礎上，開發(fā)新的組織微細化技術，一方面可以擴大含有較高濃度雜質元素的舊料的用途，另一方可以為高強度材料提供經濟的制備工藝。鑄造鎂合金的種類很少，難以滿足未來越來越高的多元化要求，因此新合金材料的開發(fā)仍將會是鑄造鎂合金領域的主要課題。

鎂合金材料的研究開發(fā)方向

（2）凈形化成形技術開發(fā)。傳統(tǒng)的加工技術對于鋁鎂合金件的精密化、輕量化和高集成化有很大的局限性，凈形化成形可以擴大鑄造零件的成本競爭力，進而獲得國際優(yōu)勢。除了半固態(tài)鑄造這類全新的加工方法與工藝的開發(fā)之外，要以節(jié)能、環(huán)保為目標重視傳統(tǒng)加工方法的改進與工序綜合。

鎂合金的成形方法目前主要以鎂合金壓鑄為主，隨著鎂合金在汽車上的應用的增加，成形加工方法也逐漸趨于多樣化。

鎂合金在汽車上的應用與發(fā)展

（3）無熱處理鑄造鋁鎂合金的開發(fā)。熱處理一般用于提高鋁鎂合金鑄件的強度和性能，但熱處理會增加消耗能量和生產周期，而且存在著尺寸變形和殘留應力等問題，開發(fā)和熱處理產品具有同等力學性能的鋁鎂合金材料和工藝，對于減少設備投資、降低制造成本、降低能耗和排放具有十分重要的意義。

（4）再生料的利用。在鋁鎂合金鑄件要求高性能的條件下，一般采用新合金而不使用舊料以確保滿足性能要求。為了構建循環(huán)型社會，對鋁鎂合金再生料的利用是一項十分緊迫的人物。長期來看，為了維持需求和供給平衡，鋁鎂合金再生料最終要承擔部分新料的用途。因此，有效去除再生料中雜質元素的精煉技術的開發(fā)具有長遠的意義。

（5）大型、復雜、高精度鑄件生產技術。解決大型、關鍵設備零部件的鑄造技術，進一步拓展鋁、鎂合金鑄件在軌道車輛、電力、醫(yī)療、國防及航空航天等領域的應用，積累強大的技術，提升技術實力。

（6）改變傳統(tǒng)制造模式。通過科學技術進步和技術創(chuàng)新改變傳統(tǒng)單純追求規(guī)模的制造模式，滿足用戶對產品多樣化、個性化的要求，實現柔性生產、精益生產、綠色生產及全球制造。

未來鋁鎂合金產品和制造工藝的競爭力主要取決于其對整個環(huán)境產生的沖擊程度，貫穿于原料生產、制造、產品應用及產品生命周期終結后的循環(huán)再利用等各個環(huán)節(jié)。因此，在積極推進綠色鑄造戰(zhàn)略實施的同時，我國鋁鎂合金鑄造必須增強自身核心競爭實力、完善產業(yè)鏈條、提高自主創(chuàng)新能力，以使中國從中低端產品的“加工工廠”逐漸轉變?yōu)槭澜玟X鎂合金鑄造業(yè)的中心。