【百家讲坛】苏州镁瑞公司总经理汪阳谈：镁合金压铸件的推广应用及市场前景

压铸“百家讲坛”由《压铸周刊》、中国机械工程学会铸造分会（全国铸造学会FICMES）联合主办的品牌栏目。本期内容的主题为：金属镁及镁合金压铸件的推广及应用。

为什么镁合金及镁压铸件如此轻质，且我国金属镁储量全球第一，却无法像铝金属一样规模化被应用推广应用汽车等各行各业？本期邀请苏州镁瑞电子科技有限公司总经理汪阳先生谈谈他的看法。

汪阳先生于2002年投身于压铸行业，苏州镁瑞公司系以镁合金压铸为主的生产型企业。

金属镁及镁合金压铸件的优势

首先，镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一，其比重是1.74g/cm3，只有铝的2/3、钢的1/4。在密度方面，镁合金比铝合金轻36%、比钢轻77%。镁的强度高、刚度高，导热导电性能好，并具有很好的电磁屏蔽、阻尼性、减振性、切削加工性。

其次，镁的加工成本低，加工能量仅为铝合金的70%且易于回收。除了比重低，镁还有很多良好的物理特性，例如具有比铝高30倍的减振性能，这些特性使之在汽车结构材料应用中比铝和塑料更具有应用价值。

再者，镁合金材料具有极好的铸造流动性能，因此非常适合用于制造横拉杆之类的薄壁结构件以及如车门和前、后舱盖等大面积的车辆内部结构件。

最后，镁合金材料在减振、降噪和环保等方面也具有很大优势。与铝合金材料相比，镁合金材料熔化、铸造时的能源消耗少，切削加工时机械磨损少，整个生产费用可比铝合金材料减少15%左右。尽管单位重量镁锭的价格要比铝和铁贵一些，但这一价格上的劣势因镁合金材料生产加工过程中的费用低廉而得以弥补，单位体积的镁熔化潜热只有铝的2/3，比热只有铝的3/4，并且有非常低的溶铁性。因此，总体价格比铝合金材料仅高出20%左右（目前单价虽然不止，但是长期单价来看也不会相差很大）。

影响镁合金压铸件规模化市场应用的因素

目前，安全相关政策对镁合金材料的应用及推广影响较大。

由于镁合金生产过程中出现过不少安全事故，且有的事故造成的影响比价大，导致各界“谈镁色变”。地方政策对镁相关产业链的严加管控，导致很多企业无法开展生产工作。而在此背景下，中小企业若要继续生产，必须要增加相关设备、管理、人才等要素支出。但这些需求叠加之后产生高昂的资本投入导致中小企业承担，只能选择放弃。进而导致产业链上下游企业变少。市场终端产品考虑供应链的配套完善问题，取消镁合金材料的应用。最终导致镁合金材料产业相关人才、技术、工艺等得不到深度的开发和研究。

举个简单的例子，镁合金材料最显著的不足就是耐腐蚀性差、抗蠕变性能差、刚性较差，这些缺点在镁合金零部件的生产制造过程中不可忽视。在铸造过程中，要克服不良的（冷）变形问题、镁合金材料在实际应用中存在外部裸露件的锈蚀问题、不同材质零件混和运输过程中镁合金的抗接触腐蚀能力需要提高的问题，防止金属镁自燃的问题。

这些问题需要国家、地方、相关研究院、企业等多方共同推动，才能谋求镁合金应用方面有更好的发展。

关于镁合金压铸件的应用市场前景

在目前汽车使用的材料中，金属镁仅占2.5%，而且还有相当一部分是以合成材料的形式应用于汽车中。目前，金属镁的原材料生产厂都在扩大生产能力。例如，在国内，金属镁的年生产能力已经从0.5万吨猛增到15万吨以上；在国外，镁合金铸件的年产量达到了3万吨以上，创造了有史以来的最高记录。另外，许多汽车零部件供应商和汽车生产厂家也都有着自己的镁合金材料开发项目和计划。例如，北美地区就有许多这样的设想，然而，计划最多、增长幅度最大的地区仍然是欧洲。

在汽车制造领域中，镁合金材料有60多种不同的用途。这些镁合金材料的汽车零部件既可以在高档轿车中看到，也可以在普通轿车中看到。在赛车、轿车和SUV中，价格昂贵的镁合金材料可以加工成合格的汽车零部件，而且也可以制造成汽车的承重部件。镁合金材料制造的汽车零部件品种繁多，从汽车的运动部件（如车轮），到汽车的结构部件（如汽车座椅框架），再到承受高温的耐高温部件（如缸体），这些零部件的共同特点是承受的机械和化学负载较低。镁合金材料经常用来制造“支架”、“壳体”、“端盖”或“堵盖”类零件，再到汽车车载电子产品等。所有的OEM汽车生产厂家都在他们的产品中采用了镁合金零件，只不过是用这些镁合金材料制作的零部件不同，如Porsche公司利用镁合金材料所制造的是轿车的前轮。

金属镁的物理化学特性使其比铝更适合压铸大型部件，最常采用镁合金材料的零部件有：转向轴，全球50%的转向轴采用了镁合金材料；横梁，欧洲产轿车中使用了约6000T的镁合金材料；变速器壳体，大众公司B型车架的轿车中每台使用约600g镁合金材料制造的变速器壳体。

原则上讲，镁合金材料主要用于汽车的内部结构的驱动系统中，大批量、由汽车零部件供应商提供的镁合金零部件有望在今后的5年内大量进入汽车制造业，如：戴姆勒·克莱斯勒公司生产的汽车将采用镁合金自动变速器；宝马BMW公司生产的轿车将采用镁-铝复合材料的发动机缸体。

从长远来看，镁合金材料在车架制造和底盘制造中以及耐高温零部件的制造中的运用也会进一步增加，这为镁合金材料提供了新的发展机遇。当人们充分利用了金属镁的特性，按照金属镁特性合理地设计了汽车的零部件之后，镁合金零部件大有取代钢、铝零部件的空间，而且不致引起价格的提高。

汽车工业中镁合金零部件数量的不断增加为零部件供应商、系统供应商提供了一个新的商机，而在生产加工镁合金汽车零部件过程中，首先应解决好金属镁的烧蚀问题。进行适当地安全防护措施后，可以在镁合金材料零件的浇铸、熔炼和切削加工中有效防止自燃。国外已经研发出了即将推向市场的镁合金零部件抛光工艺技术、镁合金材料预处理工艺。这是一种按照阳极表面处理原理对镁合金零件进行防腐处理的工艺技术。

上述主要针对镁合金材料在目前主流汽车产业的应用，但实际上镁合金材料的应用范围非常广，手持电动工具、园林工具、自行车、穿戴智能产品、建筑行业等都在开发镁合金的轻量化等优势产品，相信在未来的实际应用中，镁合金材料的优势也将逐渐得到体现。

随着科技水平的不断提高，企业及科研机构的推动，相关政策的利好，镁合金材料的弱点也在不断被改进，镁合金材料将具有非常广阔的市场前景。