1.鎂合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展的背景需求及戰(zhàn)略意義
1.1.1 鎂合金概述
鎂合金密度只有1.8g/cm3左右，比強(qiáng)度顯著高于鋼鐵和鋁合金，應(yīng)用于產(chǎn)品構(gòu)件輕量化效果好、節(jié)能減排效果顯著。因此，鎂合金應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)定位主要有汽車、軌道交通、建筑、3C、休閑和健康、軍口、能源等重要行業(yè)。其中，交通工具、電子信息和建筑等行業(yè)對(duì)鎂合金零部件的需求近年來急劇增加。
鎂合金除了具有顯著的結(jié)構(gòu)輕量化優(yōu)勢(shì)之外，還具有很好的功能特性，可進(jìn)一步拓寬鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域。鎂合金具有高的阻尼減振性能，其主要阻尼機(jī)制是位錯(cuò)阻尼，阻尼性能一般是鋁合金的15 倍、鋼的60 倍。鎂合金具有高的導(dǎo)熱性能和散熱性能，室溫下純鎂的熱導(dǎo)率為158W/ （m·K），Mg-Zn 系和Mg-Mn 系變形鎂合金的熱導(dǎo)率可達(dá)110 ～ 140W/（m·K），其總體散熱性能優(yōu)于鋁合金。鎂合金具有優(yōu)良的電磁屏蔽性能，常規(guī)商用鎂合金在30 ～ 1500MHz 頻率范圍內(nèi)的電磁屏蔽效能一般可達(dá)50dB 以上，盡管低于銅合金，但明顯優(yōu)于相同厚度的部分鋁合金。鎂合金具有良好的能源特性，純鎂的理論儲(chǔ)氫量高達(dá)7.6%，作為電池負(fù)極材料可以使電池具有很高的理論比容量（2.22A·h/g），因此作為儲(chǔ)氫材料和電池負(fù)極材料展現(xiàn)出巨大的潛力。鎂是生命必需的元素，具有良好的生物相容性，在體內(nèi)可降解，從而避免二次植入，是理想的可降解生物醫(yī)用植入材料。鎂的標(biāo)準(zhǔn)電極電位很低，容易發(fā)生腐蝕，兼具強(qiáng)度和降解速率可控的鎂合金在石油鉆采領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
近年來，全球鎂專家通力合作，開發(fā)出了一批高強(qiáng)高塑鑄造鎂合金、超高強(qiáng)高塑變形鎂合金、低成本高強(qiáng)高塑鎂合金等新型鎂合金材料，在高質(zhì)量構(gòu)件制備和變形材料的非對(duì)稱加工技術(shù)方面均取得了巨大進(jìn)展。但是，目前商用鎂合金的絕對(duì)強(qiáng)度仍然偏低，鎂合金構(gòu)件的耐蝕性也較差，因此需要進(jìn)一步推廣高性能新型鎂合金的商業(yè)化應(yīng)用。
1.1.2 鎂合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展的背景需求
2017 年，我國(guó)國(guó)內(nèi)鎂消費(fèi)量首次超過出口量，國(guó)內(nèi)鎂合金產(chǎn)量約30 萬(wàn)噸。2018 年，我國(guó)鎂合金產(chǎn)量進(jìn)一步增加至35 萬(wàn)噸，2019 年增加至39 萬(wàn)噸。同時(shí)，鎂合金消費(fèi)占比呈逐年上升的可喜局面（如圖7-1 所示）。隨著汽車、摩托車、3C 產(chǎn)品、航空航天和軍工關(guān)鍵裝備、軌道交通工具、休閑體育器材等重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)p量化要求越來越高，鎂合金的需求量和應(yīng)用水平還將進(jìn)一步增大。預(yù)計(jì)在未來5 ～ 10 年，鎂合金在上述領(lǐng)域的應(yīng)用將有望超過300 萬(wàn)噸。此外，由于鎂合金用于水泥模板可以充分發(fā)揮重量輕、堿性環(huán)境耐蝕性好等特點(diǎn)，鎂合金在建筑行業(yè)的應(yīng)用有望成為一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)，3 ～ 5 年后鎂合金用量預(yù)計(jì)可以達(dá)到50 萬(wàn)噸以上。
（1）汽車輕量化市場(chǎng)需求
10 多年來我國(guó)汽車產(chǎn)銷量和保有量連續(xù)保持世界第一。長(zhǎng)安、吉利、長(zhǎng)城、奇瑞、紅旗等我國(guó)自主品牌汽車產(chǎn)銷量已突破1000 萬(wàn)輛。2012 年，國(guó)務(wù)院發(fā)布實(shí)施《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020 年）》，國(guó)家工業(yè)和信息化部和各地政府陸續(xù)出臺(tái)了多項(xiàng)新能源汽車鼓勵(lì)政策，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了舉世矚目的成就，成為引領(lǐng)世界汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要力量。截至2019 年，我國(guó)新能源汽車保有量達(dá)到380 萬(wàn)輛，純電動(dòng)汽車達(dá)到310 萬(wàn)輛。2019 年，新能源汽車銷售達(dá)到287 萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)未來還將持續(xù)快速增加。
我國(guó)自主品牌汽車的整備質(zhì)量正逐年上升，導(dǎo)致乘用車燃料消耗水平較高，絕大部分車型的燃料消耗水平未達(dá)到“乘用車燃料消耗量限值標(biāo)準(zhǔn)”（如圖7-2）。因此，我國(guó)的汽車用汽柴油消費(fèi)占全國(guó)消費(fèi)總量比例已經(jīng)達(dá)到55% 左右，每年新增石油消費(fèi)量的70% 以上被新增汽車所消耗，汽車油耗給石油資源和環(huán)境保護(hù)帶來了巨大壓力。新能源汽車主要有電動(dòng)汽車和插電混合電動(dòng)汽車，其平均整備質(zhì)量為1480kg，比傳統(tǒng)汽車平均重66kg，主要原因在于為提高續(xù)航里程而增加電池重量，常用電池重量在300kg 左右，不過現(xiàn)有新能源汽車仍然因?yàn)檎囕^重而導(dǎo)致續(xù)航里程無(wú)法很好滿足用戶實(shí)際需求。
2017 年9 月，五部委共同發(fā)布了《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》，對(duì)新能源汽車和汽車輕量化節(jié)能減排提出了具體目標(biāo)。國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)和工信部委托中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)，組織制訂了《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》，為汽車輕量化發(fā)展指出了清晰的目標(biāo)和明確的技術(shù)途徑。隨著我國(guó)汽車工業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展和新能源汽車的快速發(fā)展，節(jié)能減排和環(huán)保要求日益嚴(yán)格，汽車輕量化顯得愈發(fā)重要。因此，鎂合金作為重要的輕量化金屬材料在汽車上的大規(guī)模應(yīng)用需求十分旺盛。
（2）軌道交通輕量化需求
2004 年，國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)實(shí)施《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，我國(guó)鐵路實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。隨著鐵路和高速鐵路等軌道交通運(yùn)營(yíng)里程的快速增加，我國(guó)軌道交通車輛數(shù)量也同步大幅度增加。2018 年，我國(guó)鐵路貨車擁有量達(dá)到83.9 萬(wàn)輛，鐵路客車擁有量達(dá)7.3 萬(wàn)輛；2019 年，鐵路貨車擁有量達(dá)到87.8 萬(wàn)輛，鐵路客車擁有量達(dá)7.6 萬(wàn)輛，鐵路貨車和客車擁有量穩(wěn)步增加。
按照我國(guó)高鐵動(dòng)車組車輛保有量密度約為1 輛/km 測(cè)算，未來10 ～ 20 年高鐵新線建設(shè)將至少新增2 萬(wàn)～ 3 萬(wàn)輛動(dòng)車組需求。同時(shí)，我國(guó)主要城市均在大力發(fā)展城市地鐵、輕軌和新型空鐵等新型軌道交通，至2019 年累計(jì)有30 多個(gè)城市建成運(yùn)營(yíng)城市軌道交通線路超過5000km，列車保有量近5000 列，未來還將進(jìn)一步快速增長(zhǎng)。據(jù)北京、上海、廣州、深圳等56個(gè)主要城市的地鐵建設(shè)規(guī)劃，2030 年地鐵運(yùn)營(yíng)里程將達(dá)到12000km，對(duì)地鐵車輛需求十分巨大。
我國(guó)軌道交通大規(guī)模建設(shè)始于2007 年，動(dòng)車、高鐵、地鐵車體服役壽命一般在20 ～ 30年，因此，預(yù)計(jì)在2030—2035 年期間將陸續(xù)進(jìn)行車體更新，軌道交通車體需求將大量增長(zhǎng)。十多年前，我國(guó)軌道交通車體用材主要是碳鋼，逐漸發(fā)展為耐候鋼、不銹鋼，新一代的軌道交通車體以鋁合金為主。車體重量從碳鋼時(shí)代的20 ～ 25t，逐漸減重至鋁合金時(shí)代的10 ～ 12t，牽引能耗也相應(yīng)大幅度下降。隨著我國(guó)軌道交通技術(shù)的快速發(fā)展，軌道交通運(yùn)行速度從150km/h 逐漸提高到250km/h、350km/h，未來將發(fā)展到600km/h。車體輕量化，是高速安全運(yùn)行、節(jié)能降耗的必然要求，也是我國(guó)軌道交通從引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新、自主提升創(chuàng)新，到全面創(chuàng)新和持續(xù)創(chuàng)新的必然選擇，鎂合金將在其中發(fā)揮重要作用。
（3）航空航天需求
大飛機(jī)、載人航天、探月工程等國(guó)家重大工程和軍事領(lǐng)域?qū)p量化和減重提出了非?？量痰囊?。研究表明，導(dǎo)彈每減重1kg，射程可增加15km ；軍機(jī)整體若減重15%，滑跑距離可縮短15%，航程增加20%，有效載荷提高30% ；火箭每減重1kg，可減少發(fā)射費(fèi)用2 萬(wàn)美元；民用客機(jī)結(jié)構(gòu)減重14.6%，每年的費(fèi)用將節(jié)省2.2%。因此，世界各國(guó)都在加快航空航天用輕質(zhì)高性能結(jié)構(gòu)材料研發(fā)。
（4）電子通信領(lǐng)域應(yīng)用需求
鎂合金已在筆記本電腦外殼領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，目前被惠普、戴爾、聯(lián)想等主流品牌大量使用，而且應(yīng)用量正在呈上升趨勢(shì)。其他應(yīng)用鎂合金的3C 產(chǎn)品還包括投影儀、數(shù)碼相機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、視聽設(shè)備等。富士康、可成等企業(yè)是這一市場(chǎng)的主要供應(yīng)商。
（5）LED 照明的應(yīng)用需求
LED 被公認(rèn)為當(dāng)前最具發(fā)展前景的第四代綠色光源。盡管鎂合金的熱導(dǎo)率比鋁差，但鎂合金零部件的散熱效果卻高于鋁合金，這為鎂合金在散熱要求較高的LED 行業(yè)推廣應(yīng)用提供了非常好的機(jī)會(huì)。鎂合金應(yīng)用于LED 照明領(lǐng)域的部件主要是路燈殼體及燈架、燈管型材、筒燈殼體、球泡燈殼體、隧道燈殼體以及LED 散熱模組等。包括鎂合金壓鑄件和型材，表面處理采用氟碳噴涂、噴塑和陽(yáng)極氧化。
（6）生物醫(yī)用領(lǐng)域的應(yīng)用需求
在生物鎂合金領(lǐng)域，鎂合金與不銹鋼、鈦合金及鈷鉻合金等高耐蝕植入材料相比，其密度與人體密質(zhì)骨（1.75/cm3）相當(dāng)、楊氏模量與人骨相近，且在人體中可降解、具有生物安全性，已成為金屬生物材料研發(fā)的熱點(diǎn)。
生物鎂合金的主要發(fā)展方向主要是骨科植入材料和心血管介入支架材料，鎂合金骨科植入材料已在動(dòng)物試驗(yàn)中顯示出良好的性能，部分鎂合金材料已在臨床中用于非承力部位的骨植入。國(guó)外已有臨床試驗(yàn)報(bào)道證實(shí)了鎂合金用作可降解支架的可行性，可有效預(yù)防惰性支架長(zhǎng)期在體內(nèi)留存而造成的血管再狹窄問題。
（7）石油鉆采領(lǐng)域的應(yīng)用需求
在油氣鉆采領(lǐng)域，壓裂技術(shù)是油氣開采中的核心難點(diǎn)技術(shù)，而研制一種能夠承受壓裂施工高壓、油井高溫，在油井流體環(huán)境下可控快速降解的輕質(zhì)壓裂球至關(guān)重要。鎂合金由于具有低電極電位而容易腐蝕，并且密度低，成為一種極具潛力的壓裂球材料。
（8）儲(chǔ)能材料領(lǐng)域的應(yīng)用需求
能源安全涉及經(jīng)濟(jì)安全和國(guó)家安全。全球化石能源嚴(yán)重不足，而太陽(yáng)能、風(fēng)能等再生能源并網(wǎng)難度極大。為了節(jié)省能源和充分利用再生能源，大力推廣氫氣清潔能源的應(yīng)用，都必須加快發(fā)展新型儲(chǔ)能技術(shù)。
儲(chǔ)氫是最近幾年新發(fā)展的重要儲(chǔ)能途徑，也是氫氣動(dòng)力車、燃料電池、火箭等裝備和產(chǎn)品的重要?jiǎng)恿υ搭^。鎂及其合金可與氫形成Mg-H 化合物，具有很高的吸氫量，為未來規(guī)?；瘧?yīng)用打下了基礎(chǔ)。
電池是目前儲(chǔ)能的主要途徑，也是新能源汽車、筆記本電腦、手機(jī)等產(chǎn)品和裝備的主要電源。新能源汽車已成為全球發(fā)展方向，急需發(fā)展安全環(huán)保、低成本的新一代電池。鎂電池完全克服了鋰電池資源短缺、成本高、安全性差和環(huán)境污染無(wú)法解決等問題。
（9）其他領(lǐng)域的應(yīng)用需求
鎂合金在紡織機(jī)械領(lǐng)域的用量穩(wěn)步上升，充分發(fā)揮了鎂合金減振性能優(yōu)勢(shì)。鎂合金材料化學(xué)性質(zhì)相對(duì)活潑，被廣泛應(yīng)用于陽(yáng)極材料，如犧牲陽(yáng)極、電池陽(yáng)極等，已批量用于大型裝備的電化學(xué)保護(hù)、動(dòng)力電池陽(yáng)極和電解質(zhì)激活電源陽(yáng)極等。
鎂合金由于其顯著的輕量化效果，在日用家具的需求量十分巨大。此外，隨著人們生活品質(zhì)的提高，對(duì)戶外休閑的需求量逐年增加。戶外休閑過程中，便攜式桌椅、行軍床、漁具等可采用鎂合金制造骨架，達(dá)到輕量化的效果。
1.1.3 鎂產(chǎn)業(yè)對(duì)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略及經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的重要意義
能源危機(jī)、環(huán)境污染和主要金屬礦產(chǎn)資源短缺已成為全球性重大戰(zhàn)略性問題。我國(guó)是鎂資源大國(guó)，占世界鎂資源的70% 以上；我國(guó)也是世界鎂材料與制品生產(chǎn)大國(guó)，鎂及鎂合金產(chǎn)量占全球比重已連續(xù)十多年超過80%，鎂及鎂合金是我國(guó)在世界上最具話語(yǔ)權(quán)的金屬材料。鎂合金又是最有潛力的輕量化材料之一，其大規(guī)模應(yīng)用對(duì)節(jié)能減排、緩解我國(guó)金屬礦產(chǎn)資源緊缺等有非常重要的戰(zhàn)略意義。我國(guó)提出了“國(guó)內(nèi)大循環(huán)、國(guó)際國(guó)內(nèi)雙循環(huán)”發(fā)展戰(zhàn)略，特別是在復(fù)雜多變國(guó)際形勢(shì)下，獨(dú)具資源優(yōu)勢(shì)的鎂合金可從戰(zhàn)略上確保我國(guó)新型金屬材料應(yīng)用安全和可持續(xù)發(fā)展.
武器裝備的輕量化是國(guó)家安全的重大戰(zhàn)略需求，尤其在航空航天領(lǐng)域，不但能夠提高飛行器的機(jī)動(dòng)能力和有效載荷，還能產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)航空航天與國(guó)防工業(yè)也制定了明確的輕量化目標(biāo)，如第四代航空發(fā)動(dòng)機(jī)推重比大于10，衛(wèi)星結(jié)構(gòu)質(zhì)量降低5% 左右，殲擊機(jī)結(jié)構(gòu)質(zhì)量系數(shù)從32% ～ 34% 降至27% ～ 28%，戰(zhàn)略導(dǎo)彈彈頭單位側(cè)面積質(zhì)量小于30kg/m2，戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)質(zhì)量減輕30% 以上。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家高度重視鎂合金零部件在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)將鎂合金材料用于衛(wèi)星的各種支架、軸套、橫梁，動(dòng)能侵徹和毀傷導(dǎo)彈的加強(qiáng)框、壁板、舵面、隔板以及超小型人造衛(wèi)星等。我國(guó)也開發(fā)了一系列鎂合金，應(yīng)用于機(jī)匣、前艙、零件、飛機(jī)液壓恒速裝置殼體、座艙蓋骨架、飛機(jī)機(jī)身長(zhǎng)桁和操作系統(tǒng)的栓臂、支座等構(gòu)件上，起到了很好的輕量化減重效果，提高了國(guó)防裝備的運(yùn)行效果。
2. 鎂合金產(chǎn)業(yè)的國(guó)際發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)
國(guó)際上鎂及鎂合金發(fā)展與應(yīng)用的重點(diǎn)地區(qū)主要在美國(guó)、加拿大等北美地區(qū)，德國(guó)等歐洲地區(qū)，日本、韓國(guó)等亞洲地區(qū)，總的來說前述發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的鎂合金應(yīng)用已進(jìn)入相對(duì)成熟階段。北美是世界上鎂及鎂合金材料用量最多的地區(qū)，據(jù)估計(jì)其年增長(zhǎng)速度約為30%，其中以美國(guó)和加拿大最為突出。
（1）北美地區(qū)
美國(guó)鎂產(chǎn)業(yè)大發(fā)展始于20 世紀(jì)80 年代。最初的鎂及鎂合金開發(fā)應(yīng)用集中于汽車工業(yè)。著名汽車公司如福特、通用和克萊斯勒等公司在過去的幾十年里一直致力于新型鎂合金汽車零部件的開發(fā)應(yīng)用，且其成效顯著。鎂合金應(yīng)用中顯示出的巨大優(yōu)勢(shì)逐漸受到美國(guó)政府的高度關(guān)注和重視，1996 年，美國(guó)能源部與通用、福特和克萊斯勒三大集團(tuán)簽署了一項(xiàng)名為“PNGV”（新一代交通工具）的合作計(jì)劃，這項(xiàng)以轎車節(jié)能為主要目標(biāo)的計(jì)劃極大促進(jìn)了鎂合金的開發(fā)與應(yīng)用。同時(shí)，在汽車行業(yè)的帶動(dòng)下，鎂合金在通信、計(jì)算機(jī)等行業(yè)的應(yīng)用也隨之不斷擴(kuò)大。
加拿大鎂資源豐富，鎂產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達(dá)。1941 年建立的哈雷鎂廠是世界上歷史最長(zhǎng)、規(guī)模最大的皮江法鎂廠，1990 年建成的年產(chǎn)4 萬(wàn)噸的貝坎庫(kù)爾鎂廠也是一個(gè)較大的原鎂生產(chǎn)廠，這些鎂廠為加拿大鎂合金的發(fā)展提供了充分的材料保障。同時(shí)，加拿大擁有當(dāng)時(shí)世界上最大的鎂生產(chǎn)與加工公司—Meridan 公司，其產(chǎn)品應(yīng)用到許多發(fā)達(dá)國(guó)家的汽車制造中，該公司對(duì)世界鎂產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了相當(dāng)大的推動(dòng)作用。隨著鎂合金應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，1995 年前后加拿大聯(lián)邦政府及魁北克省投資1140 萬(wàn)加元成立了一個(gè)新的鎂研究中心，旨在通過優(yōu)化設(shè)計(jì)、工藝及材質(zhì)，獲得具有優(yōu)良性能的鎂合金壓鑄零部件，從而進(jìn)一步拓寬鎂合金的應(yīng)用。在政府的參與下，加拿大鎂合金的開發(fā)應(yīng)用正突飛猛進(jìn)的發(fā)展。
隨著鎂產(chǎn)業(yè)中心逐漸向中國(guó)轉(zhuǎn)移，加拿大已將Meridan 公司的鎂合金制造業(yè)務(wù)單元轉(zhuǎn)讓給浙江萬(wàn)豐集團(tuán)。同時(shí)，加拿大已在鎂合金熱成型技術(shù)方面開展了大量工作，采用鎂合金板材和熱成型工藝制備了汽車車門（圖7-3）。
（2）德國(guó)
歐洲的鎂及鎂合金用量?jī)H次于北美，年均發(fā)展速度達(dá)60%，其中以德國(guó)鎂產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為突出。德國(guó)的鎂合金歷史較悠久，而且長(zhǎng)期以來，尤其是20 世紀(jì)90 年代以來，德國(guó)在鎂合金壓鑄領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。德國(guó)聯(lián)邦科技教育部實(shí)施了“MADICA”（鎂壓鑄）聯(lián)合攻關(guān)計(jì)劃，該計(jì)劃聯(lián)合了德國(guó)60 余家企業(yè)、6 所大學(xué)及研究所，累計(jì)投資上億歐元進(jìn)行鎂合金在汽車上的應(yīng)用研究。同時(shí)，由德國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)牽頭，啟動(dòng)了由德國(guó)克勞斯塔大學(xué)和漢諾威大學(xué)負(fù)責(zé)組織實(shí)施的、歐洲最大的鎂合金與鎂合金壓鑄“SFB 390”項(xiàng)目，項(xiàng)目金額超過5300 萬(wàn)歐元，主要目標(biāo)是研究鎂合金在結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用。在政府、企業(yè)和科研部門的共同努力下，德國(guó)鎂產(chǎn)業(yè)已取得了豐碩的成果，顯著地促進(jìn)了鎂合金在德國(guó)及歐盟工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用?？梢哉f，德國(guó)是推動(dòng)鎂合金發(fā)展特別是鎂合金壓鑄件發(fā)展的先驅(qū)和主力軍。
（3）日本
20 世紀(jì)80 年代末期，日本開發(fā)出了先進(jìn)的鎂合金低壓金屬型鑄造裝置，為鎂合金的開發(fā)應(yīng)用提供了保證，并由此開發(fā)了一系列的鎂合金產(chǎn)品。隨后還開發(fā)出了650t、1300t 和1800t 三種壓鑄機(jī)，為大型鎂合金零部件提供生產(chǎn)手段。除在汽車領(lǐng)域開發(fā)和應(yīng)用鎂合金外，日本還在計(jì)算機(jī)、通信等領(lǐng)域進(jìn)行了鎂合金的開發(fā)與應(yīng)用，成為了鎂合金在3C 產(chǎn)品上的應(yīng)用強(qiáng)國(guó)。
日本的鎂消費(fèi)量占世界的4% ～ 5%，低于全球工業(yè)生產(chǎn)10% 的比例。因此，日本鎂的應(yīng)用領(lǐng)域還有進(jìn)一步擴(kuò)大的空間。許多制造商正試圖擴(kuò)大他們的應(yīng)用。這些制造商不僅包括日本鎂協(xié)會(huì)的成員，還包括許多成員以外的制造商。許多公司從日本政府獲得補(bǔ)貼，并正在力求開發(fā)鎂的應(yīng)用。2019 年，日本鎂的供應(yīng)量為33545t/ 年，同比下降14.1%，其中97.5%來自中國(guó)，其余來自土耳其、俄羅斯、英國(guó)和以色列。日本2007 年的需求峰值為4.7 萬(wàn)噸，但在雷曼破產(chǎn)后的第二年，日本需求在2009 年大幅下降，自此以后于2010 年開始復(fù)蘇，并顯示出近4 萬(wàn)噸的穩(wěn)定需求量。壓鑄件正在以4% 的速度增長(zhǎng)。盡管目前尚未有大的應(yīng)用渠道，但汽車行業(yè)的應(yīng)用成為主流。用于汽車的小部件項(xiàng)目也得到了投資，應(yīng)用也在擴(kuò)大。
結(jié)合耐燃鎂合金、加工與連接技術(shù)、防腐技術(shù)以及大型結(jié)構(gòu)制造技術(shù)，日本完成了全鎂車身模型設(shè)計(jì)與制作，將仿照目前的新干線列車制作一個(gè)5m 長(zhǎng)的車身結(jié)構(gòu)（如圖7-4），并在假定實(shí)際操作環(huán)境的條件下進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，以驗(yàn)證長(zhǎng)期使用的可靠性和安全性。在鎂一次電池和二次電池領(lǐng)域，日本也有較大投入。
（4）韓國(guó)
韓國(guó)的鎂工業(yè)涉及鎂技術(shù)的所有領(lǐng)域，包括熔煉、精煉、鑄造、擠壓/ 軋制、機(jī)械加工、表面處理、涂層和回收利用。浦項(xiàng)制鐵開發(fā)了冶煉技術(shù)，并建成了一個(gè)大規(guī)模的生產(chǎn)工廠。然而，內(nèi)部和外部因素導(dǎo)致浦項(xiàng)制鐵鎂錠停產(chǎn)，目前鎂錠主要從中國(guó)進(jìn)口。鎂部件于1998年應(yīng)用于三星筆記本電腦外殼。另外，還包括多種鎂合金的應(yīng)用產(chǎn)品，如mp3 和CD/DVD播放機(jī)。自2000 年以來，汽車工業(yè)大大增加了鎂部件的應(yīng)用。開發(fā)鎂薄板材料的興趣始于2002 年。浦項(xiàng)制鐵在2007 年建立了一座3000t 產(chǎn)能的鎂板廠，并開始商業(yè)化生產(chǎn)。與此同時(shí)，在浦項(xiàng)制鐵鎂工廠周邊，全南先進(jìn)材料產(chǎn)業(yè)化中心開發(fā)鎂產(chǎn)業(yè)集群，并專注于鎂部件的加工。
浦項(xiàng)制鐵還在江陵建立了一個(gè)煉鎂廠，并于2012 年投產(chǎn)，然而現(xiàn)在已經(jīng)停止生產(chǎn)。智能手機(jī)市場(chǎng)的需求，明顯增加了鎂在智能手機(jī)外殼部件中的應(yīng)用。韓國(guó)浦項(xiàng)建立了大型的鎂合金連續(xù)鑄軋生產(chǎn)線，瞄準(zhǔn)低成本板材的制備加工，主要應(yīng)用于汽車零部件（如圖7-5），包括安全氣囊殼體、方向盤芯、座椅架、轉(zhuǎn)向柱支架、前照燈殼體、車輪架、車門板等。此外，已開發(fā)了各種各樣的鎂產(chǎn)品，如滑輪、油盤、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、變速箱和發(fā)動(dòng)機(jī)安裝支架，并開始商業(yè)應(yīng)用。
韓國(guó)開發(fā)了許多其他鎂制品，并得到了廣泛的應(yīng)用，其中包括高速韓國(guó)列車（KTX）的座椅框架和厚板、大型工業(yè)機(jī)器人手臂框架、自行車框架和LED 散熱器。大慶科技（DaegunTech）和韓國(guó)鎂技術(shù)研究協(xié)會(huì)（KMTRA）的研究人員，正在開發(fā)鎂合金添加劑制造技術(shù)，用于骨合成或支架的植入物，在愈合過程后不需通過額外的手術(shù)移除。大慶科技開發(fā)了一款3D打印機(jī)，專門用于鎂添加劑的制造，旨在提高生產(chǎn)速度和后續(xù)工藝安全性，同時(shí)提供防爆設(shè)計(jì)。雖然韓國(guó)的鎂工業(yè)在不斷發(fā)展，但由于電子工業(yè)的變化，鎂工業(yè)最近有些停滯不前。據(jù)預(yù)測(cè)，由于積極研究開發(fā)新的合金，應(yīng)用先進(jìn)的加工技術(shù)和鎂產(chǎn)品，韓國(guó)鎂市場(chǎng)在未來將繼續(xù)增長(zhǎng)。
（5）其他國(guó)家
挪威、以色列、烏克蘭、意大利、瑞士、澳大利亞、瑞典等也在鎂及合金的開發(fā)應(yīng)用方面做了大量的工作，并取得了不少的成果。從世界鎂產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程可以看出，鎂合金以其巨大技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，正在廣闊的領(lǐng)域中不斷得到開發(fā)和應(yīng)用。世界發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)鎂產(chǎn)業(yè)的發(fā)展大多基于以豐富的鎂資源和先進(jìn)的加工裝備為依托，以先進(jìn)的科技為支撐，以政府、企業(yè)、科研部門的大力配合為保障。此外，英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、澳大利亞和加拿大還在鎂基生物材料領(lǐng)域開始布局，并取得重要進(jìn)展。
3. 鎂合金產(chǎn)業(yè)的國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
3.1 鎂及鎂合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
鎂合金作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、高鐵、通信等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力，成為最具發(fā)展前景的金屬結(jié)構(gòu)材料之一。中國(guó)是鎂資源大國(guó)，擁有大量的鎂礦資源和含鎂鹽湖資源。2003 年以來，我國(guó)已連續(xù)18 年成為世界上最大的原鎂生產(chǎn)國(guó)與出口國(guó)。大力推進(jìn)鎂合金工業(yè)化應(yīng)用，不僅是結(jié)構(gòu)材料輕量化、保護(hù)環(huán)境的重要舉措，也是充分利用我國(guó)豐富的資源、緩解對(duì)鐵鋁礦資源進(jìn)口依賴的重要舉措，特別是在復(fù)雜多變的國(guó)際形勢(shì)下具有極其重要的戰(zhàn)略意義。
據(jù)中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2019 年我國(guó)原鎂產(chǎn)量96.9 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)12.2%。目前，全球原鎂約有45% 用于生產(chǎn)鎂合金，70% 用于汽車行業(yè)，20% 用于3C 電子產(chǎn)品，10% 用于軍工等領(lǐng)域。如圖7-6 所示，2019 年我國(guó)出口原鎂和鎂制品45.16 萬(wàn)噸，出口量占全球總產(chǎn)量的53%。鎂合金深加工產(chǎn)品以壓鑄方式為主，但存在一定局限性，制約了鎂合金應(yīng)用的大規(guī)模擴(kuò)展。變形鎂合金產(chǎn)品需進(jìn)一步從加工技術(shù)到應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)。
自2000 年起，我國(guó)政府、科技界和企業(yè)界開始高度重視鎂產(chǎn)業(yè)發(fā)展：以師昌緒為代表的五位院士發(fā)表了“加速中國(guó)金屬鎂工業(yè)發(fā)展的建議”；國(guó)家科技部、工信部、發(fā)改委等在鎂合金應(yīng)用開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化方面進(jìn)行了總體戰(zhàn)略部署，初步建立了鎂合金技術(shù)研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)研發(fā)體系，突破了一批前沿核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)，在全國(guó)建立了一批產(chǎn)業(yè)化示范基地。全國(guó)很多省市，特別是中西部地區(qū)，積極爭(zhēng)取國(guó)家支持，以占領(lǐng)金屬鎂工業(yè)高地，并形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)及支柱產(chǎn)業(yè)。
（1）原鎂產(chǎn)能趨于集中
陜西、山西和寧夏三省區(qū)的皮江法煉鎂以及青海的電解煉鎂被列為各自省區(qū)的優(yōu)先發(fā)展產(chǎn)業(yè)，許多企業(yè)都進(jìn)行了資產(chǎn)重組，以爭(zhēng)取把鎂產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)，大力降低能耗和減輕環(huán)境污染。青海省則以西部大開發(fā)為契機(jī)，成立了青海鹽湖鎂業(yè)有限公司，在青海民和鎂廠自主開發(fā)的鉀光鹵石煉鎂技術(shù)基礎(chǔ)上，大力引進(jìn)挪威和加拿大的電解煉鎂技術(shù)和成套裝備，綜合開發(fā)利用青海的優(yōu)質(zhì)鹽湖資源，正在全力打造全球最大電解原鎂生產(chǎn)基地。豎罐煉鎂等原鎂冶煉新技術(shù)得到長(zhǎng)足發(fā)展，生產(chǎn)效率和節(jié)能降耗水平逐步提升。
上述以原鎂生產(chǎn)為主省區(qū)的許多骨干企業(yè)利用已有的資本積累和原鎂優(yōu)勢(shì)，紛紛向下游延伸，生產(chǎn)鎂合金錠塊和錠坯，甚至投資建設(shè)和生產(chǎn)鎂合金壓鑄和變形產(chǎn)品。其中最具代表性的是山西聞喜銀光鎂業(yè)集團(tuán)，已基本建成鎂生產(chǎn)和加工的綜合型企業(yè)；金屬鎂規(guī)模化生產(chǎn)的典型企業(yè)南京云海也通過引入寶鋼金屬的戰(zhàn)略投資，開始在鎂合金深加工領(lǐng)域進(jìn)行布局；榆林地區(qū)已開始成立鎂深加工企業(yè)，逐步向下游發(fā)展。
（2）合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展加速
近年來在國(guó)家科技部和工信部的大力推動(dòng)下，鎂合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，以壓鑄件為例，產(chǎn)量年均增長(zhǎng)20% 以上，并吸引了以美國(guó)、加拿大、日本等國(guó)家和地區(qū)的世界鎂加工一流企業(yè)到國(guó)內(nèi)投資辦廠，在一些地區(qū)已形成了不同產(chǎn)品種類和規(guī)模的鎂合金產(chǎn)業(yè)群體，中國(guó)鎂世界制造工廠的地位已基本成形。目前已形成以珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲地區(qū)、華北地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)、重慶地區(qū)等為代表的鎂合金產(chǎn)業(yè)群體。
在珠江三角洲一帶集中了一批臺(tái)資和港資鎂合金壓鑄生產(chǎn)企業(yè)和設(shè)備供應(yīng)商，如：臺(tái)資企業(yè)富士康、港資企業(yè)嘉瑞/ 力勁等，以生產(chǎn)計(jì)算機(jī)、通信和消費(fèi)類電子產(chǎn)品部件為主的富士康已成為全球最大的3C 鎂合金供應(yīng)商。深圳力勁生產(chǎn)的系列鎂合金專用壓鑄機(jī)以及輔助裝備，在國(guó)內(nèi)外多次招標(biāo)中多次擊敗許多國(guó)外著名的壓鑄機(jī)生產(chǎn)公司，現(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)鎂合金壓鑄的首選機(jī)型，市場(chǎng)占有率已達(dá)到70% 以上。
長(zhǎng)江三角洲地區(qū)主要分布在上海、江蘇、浙江等地，其中上海鎂鎂壓鑄廠，主要生產(chǎn)汽車和摩托車用鎂合金壓鑄件，產(chǎn)品主要供給通用汽車，已成為中國(guó)最大的鎂汽車零部件供應(yīng)企業(yè)。臺(tái)灣敬得是臺(tái)灣地區(qū)鎂合金壓鑄件生產(chǎn)資深企業(yè)，在太倉(cāng)建立了敬得科技公司，主要生產(chǎn)3C 鎂合金產(chǎn)品和汽車、手動(dòng)工具零部件。浙江萬(wàn)豐新材料科技收購(gòu)了加拿大鎂瑞丁公司的鎂合金壓鑄業(yè)務(wù)，在浙江新昌開始大規(guī)模生產(chǎn)鎂合金汽車零部件，主要供給奔馳、寶馬和奧迪等汽車品牌。浙江泰普森集團(tuán)專注于鎂合金在休閑產(chǎn)品上的批量應(yīng)用，產(chǎn)品銷往歐洲和美國(guó)。
華北地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)還有瞄準(zhǔn)變形鎂合金市場(chǎng)的企業(yè)群體，重點(diǎn)開展變形鎂合金板材軋制、型材擠壓和鍛件加工。華北地區(qū)以山西銀光華盛鎂業(yè)、北京廣靈精華、西部鈦業(yè)、焦作高招鎂業(yè)、河南德威等為代表，主要進(jìn)行鎂合金板型材和鎂輪轂等產(chǎn)品加工。環(huán)渤海地區(qū)的國(guó)營(yíng)企業(yè)主要是東北輕合金有限公司，主要進(jìn)行鎂合金型材的加工。上述兩家企業(yè)的產(chǎn)品主要供應(yīng)給軍工應(yīng)用。民營(yíng)企業(yè)主要有遼寧中旺鋁業(yè)公司、山東叢林公司、山東華盛榮等。
重慶地區(qū)的鎂產(chǎn)業(yè)由于地方政府的大力支持，企業(yè)和院校的積極參與，走出了一條政、產(chǎn)、學(xué)、研、用通力合作的成功道路，不但形成了完整的設(shè)備制造、材料制備、產(chǎn)品加工、廢料回收完整的產(chǎn)業(yè)鏈，而且研發(fā)、裝備、加工、應(yīng)用等方面長(zhǎng)期處于國(guó)內(nèi)前列。重慶目前有重慶長(zhǎng)安、博奧鎂鋁、仟和鎂業(yè)、昱華新材料等三十多家企業(yè)在研究、生產(chǎn)、加工、應(yīng)用鎂合金產(chǎn)品，鎂合金汽車零部件、紡織機(jī)械鎂合金產(chǎn)品等在行業(yè)中影響很大，且石油鉆采等新型鎂合金發(fā)展十分迅速。
（3）社會(huì)各方日益關(guān)注
以重慶大學(xué)、上海交通大學(xué)等一批院校為代表，在鎂合金熔鑄、新材料、塑性加工、表面處理及回收再生等方面展開系統(tǒng)而深入的研究，在鎂合金設(shè)計(jì)理論、鑄造和塑性加工新技術(shù)、產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用等多方面均取得了豐富成果，為中國(guó)鎂合金開發(fā)應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。在已有鎂合金研發(fā)機(jī)構(gòu)的影響與輻射帶動(dòng)下，有色金屬、稀有金屬、礦業(yè)、能源、交通等領(lǐng)域中與鎂合金產(chǎn)業(yè)具有一定關(guān)聯(lián)性的實(shí)力企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)逐步進(jìn)入鎂合金行業(yè)，在原鎂、合金錠、鎂合金塑性成型等深加工產(chǎn)品及其應(yīng)用等方面開始深度介入。特別是國(guó)家科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目以及中國(guó)工程院戰(zhàn)略咨詢項(xiàng)目的逐一啟動(dòng)和順利開展，必將進(jìn)一步推動(dòng)鎂合金產(chǎn)業(yè)的分工和產(chǎn)業(yè)布局調(diào)整，進(jìn)一步加快我國(guó)鎂合金行業(yè)的做大做強(qiáng)和健康發(fā)展。
（4）形成了若干產(chǎn)業(yè)基地
經(jīng)過近幾年的穩(wěn)步發(fā)展，2016 年以來，我國(guó)國(guó)內(nèi)的鎂消費(fèi)量和鎂合金應(yīng)用總量已超過國(guó)外水平。全國(guó)已形成若干區(qū)域性的鎂及鎂合金產(chǎn)業(yè)基地，鎂及鎂合金深加工企業(yè)超過100 家。陜西、山西和寧夏等西北地區(qū)以原鎂為主，其中陜西地區(qū)原鎂產(chǎn)量超過50 萬(wàn)噸，寧夏地區(qū)原鎂產(chǎn)量超過18 萬(wàn)噸，山西地區(qū)原鎂產(chǎn)量超過15 萬(wàn)噸。山西省鎂產(chǎn)業(yè)正逐漸向下游深加工發(fā)展，尤其是山西的塑性變形加工具有顯著特色；青海地區(qū)以青海鹽湖鎂業(yè)為代表，以電解鎂為主；長(zhǎng)江三角洲地區(qū)和珠江三角洲地區(qū)以鑄造加工和鎂合金裝備為主；山東和環(huán)渤海地區(qū)擁有大型加工裝備，正在發(fā)展大尺寸變形產(chǎn)品；河南地區(qū)主要以鎂粉和部分鑄造和變形深加工為主；重慶地區(qū)已建成了全國(guó)領(lǐng)先的國(guó)家鎂合金高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地，包括鎂合金汽車產(chǎn)品壓鑄、變形產(chǎn)品和熔鑄裝備等，其中鎂合金汽車零部件產(chǎn)量居世界前列。
重慶基地以鎂合金在汽車、摩托車、電子通信等產(chǎn)品上的應(yīng)用為主要目標(biāo)，形成了以重慶大學(xué)國(guó)家鎂中心、重慶博奧鎂鋁、重慶昱華等為核心的產(chǎn)、學(xué)、研、用群體，注重團(tuán)隊(duì)協(xié)作和產(chǎn)業(yè)鏈整合。重慶市鎂合金研發(fā)在全國(guó)處于領(lǐng)先地位，擁有世界最大的鎂合金研發(fā)團(tuán)隊(duì)。
山東基地以山東華盛榮、山東嘉泰和青島四方車輛為代表，主要從事鎂合金擠壓產(chǎn)品生產(chǎn)、座椅骨架鑄造、鎂合金在軌道交通上的應(yīng)用等。華東基地以上海交通大學(xué)、上海鎂鎂、浙江萬(wàn)豐新材料、浙江泰普森、大眾、通用、奇瑞等為代表，主要從事鎂合金汽車零部件、鎂合金薄壁電子產(chǎn)品等技術(shù)的研究開發(fā)。
華南基地主要以嘉瑞控股、廣州鎂業(yè)、力勁公司為代表，主要生產(chǎn)計(jì)算機(jī)、汽車、自行車等鎂合金零部件和成套裝備。
陜西和山西基地的鎂工業(yè)以原鎂和鎂錠為主，礦產(chǎn)資源豐富、能源及冶煉成本低。普遍采用皮江法煉鎂工藝，皮江法煉鎂設(shè)備相對(duì)落后，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，且污染嚴(yán)重，已開發(fā)成功豎罐煉鎂新技術(shù)，生產(chǎn)效率大幅度提高。山西的代表性企業(yè)是銀光華盛鎂業(yè)和五臺(tái)云海鎂業(yè)。
河南地區(qū)依托河南省雄厚的輕金屬研發(fā)和應(yīng)用基礎(chǔ)，擁有國(guó)家鎂及鎂合金產(chǎn)品質(zhì)檢中心和中鋁鄭州輕金屬研究院，成立了河南鎂業(yè)集團(tuán)、萬(wàn)德芙、明鎂科技、地恩地等代表性企業(yè)，主要以鎂粉以及部分鑄造和變形深加工為主。
青?；氐暮诵钠髽I(yè)是青海鹽湖鎂業(yè)，利用青海格爾木地區(qū)豐富的鹽湖鹵水資源，大力發(fā)展電解原鎂，經(jīng)過多年建設(shè)，已建成年產(chǎn)10 萬(wàn)噸原鎂生產(chǎn)線，已開始試生產(chǎn)。
重點(diǎn)企業(yè)及產(chǎn)品見表7-1。
3.2 工程化產(chǎn)業(yè)布局與平臺(tái)建設(shè)
（1）工程化產(chǎn)業(yè)布局
近十年來在國(guó)家及地方政府的大力支持引導(dǎo)下，組織實(shí)施了一系列研究開發(fā)計(jì)劃和示范工程建設(shè)。目前我國(guó)鎂產(chǎn)業(yè)已初步形成了從原材料生產(chǎn)、深加工一直到應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈，并正不斷向深加工方向縱深發(fā)展。
2019 年10 月30 日，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布了《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》（2019 年版），新版目錄中有三處直接涉及鎂。一是在鼓勵(lì)類有色金屬項(xiàng)目中，將“高性能鎂合金及其制品”首次列入新材料產(chǎn)業(yè)。在國(guó)家層面做出了明確的政策導(dǎo)向，鼓勵(lì)多樣化鎂合金材料開發(fā)及其鑄造、擠壓、軋制、鍛造等加工制造，培育新材料產(chǎn)業(yè)鏈。二是在鼓勵(lì)類汽車項(xiàng)目中，將“鎂合金”列入輕量化材料應(yīng)用領(lǐng)域，予以鼓勵(lì)，認(rèn)同了鎂合金在汽車輕量化中的重要作用和發(fā)展?jié)摿ΑＨ抢^續(xù)將鎂冶煉項(xiàng)目列入限制類的同時(shí)，增加了新的表述，即允許或鼓勵(lì)先進(jìn)節(jié)能環(huán)保工藝的技術(shù)改造鎂冶煉項(xiàng)目，為鼓勵(lì)鎂冶煉工藝創(chuàng)新打開了政策通道。此外，《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》中的其他部分也有涉及鎂及鎂合金項(xiàng)目的內(nèi)容，比如軌道車輛車內(nèi)裝飾材料輕量化應(yīng)用，航空航天用新型材料開發(fā)生產(chǎn)，機(jī)械裝備輕量化材料開發(fā)和輕量化技術(shù)，新型能源材料、3D 打印用高端金屬粉末材料、儲(chǔ)氫材料、生物醫(yī)用材料，汽車、能源裝備、軌道交通裝備、航空航天、軍工、海洋工程裝備關(guān)鍵鑄件、鍛件等。
鎂合金輪轂和鎂合金擠壓材被列入新版《 重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄》。工信部發(fā)布的《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄》（2019 年版），自2020 年1 月1 日起施行。新版《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄》包括了兩種鎂合金材料，即“鎂合金輪轂”和“非稀土高性能鎂合金擠壓材（應(yīng)用于汽車、軌道交通、航空航天，也包括鎂合金棒材）”。將“鎂合金輪轂”和“非稀土高性能鎂合金擠壓材”列入重點(diǎn)新材料，符合當(dāng)前鎂合金市場(chǎng)開發(fā)的方向和趨勢(shì)。當(dāng)前，鎂合金輪轂和擠壓材正處在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵階段，將是鎂合金應(yīng)用的亮點(diǎn)和市場(chǎng)規(guī)?；闹匾黄瓶凇４隧?xiàng)政策將為鎂行業(yè)積極拓展新應(yīng)用領(lǐng)域提供導(dǎo)向支持和重要保障。
中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)鎂業(yè)分會(huì)出具的《關(guān)于府谷鎂冶煉配氣工序的行業(yè)意見》顯示，府谷縣金屬鎂冶煉企業(yè)采用低階煤高溫?zé)峤夤に?，把煤炭分?jí)分質(zhì)利用多聯(lián)產(chǎn)理念納入鎂冶煉環(huán)節(jié)，將“低階煤高溫?zé)峤狻焙笊a(chǎn)的煤氣作為燃料生產(chǎn)金屬鎂，建立了鎂冶煉資源綜合利用型的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。按照噸鎂消耗的能源測(cè)算，噸鎂生產(chǎn)需匹配的煤氣量為15000 ～ 18000m3，噸鎂綜合能耗可控制在4.5t 標(biāo)煤以下。這將有利于鎂冶煉水平的規(guī)范和提升，有利于鎂產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展。
據(jù)河南省投資項(xiàng)目在線審批監(jiān)管平臺(tái)消息，鶴壁“中國(guó)‘鎂谷’輕量化高端制造產(chǎn)業(yè)園”項(xiàng)目審批結(jié)果顯示“已備案”。項(xiàng)目估算總投資57000 萬(wàn)元，計(jì)劃2023 年10 月完工，規(guī)劃有擠壓型材、壓鑄以及鍛造輪轂等項(xiàng)目。目前，一批鎂產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)項(xiàng)目正在有序推進(jìn)：捷美特公司年產(chǎn)2 萬(wàn)噸高強(qiáng)鎂合金特種材料、萬(wàn)德芙年產(chǎn)2 萬(wàn)噸高性能鎂合金材料生產(chǎn)加工等3 個(gè)鎂產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)項(xiàng)目和鎂精深加工產(chǎn)業(yè)。
（2）平臺(tái)建設(shè)
經(jīng)過近20 年的發(fā)展和建設(shè)，我國(guó)已在鎂合金領(lǐng)域形成了若干國(guó)家級(jí)研發(fā)和檢測(cè)平臺(tái)，以及牽頭和參與多個(gè)國(guó)際化學(xué)術(shù)、技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)組織和平臺(tái)，凸顯出了我國(guó)鎂合金領(lǐng)域在國(guó)際上的領(lǐng)先地位（表7-2）。
3.3 市場(chǎng)需求與應(yīng)用前景
（1）鎂合金在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用
近十年來，我國(guó)汽車保有量穩(wěn)步增加，消耗石油占到整個(gè)石油消費(fèi)總量的59%。我國(guó)汽車輕量化效果較低，汽車平均百公里油耗遠(yuǎn)高于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)環(huán)境帶來極大壓力。
與鋼鐵和鋁相比，使用鎂合金零部件產(chǎn)生的輕量化效果更加顯著。每使用1kg 鎂，可使轎車壽命期減少30kg 尾氣排放。目前，北美汽車生產(chǎn)廠家每輛汽車用鎂量為1.5 ～ 3.5kg，某些車型已超過20kg。根據(jù)我國(guó)汽車輕量化路線圖，到2020 年、2025 年和2030 年，單車用鎂合金要分別達(dá)到15kg、25kg 和45kg。以2025 年生產(chǎn)3500 萬(wàn)輛、單車消耗25kg 鎂合金測(cè)算，需求量為87.5 萬(wàn)噸。以2030 年單車用量45kg 計(jì)算，則需要172 萬(wàn)噸。2019 年，我國(guó)生產(chǎn)純電汽車130 萬(wàn)輛，小型乘用車2500 萬(wàn)輛，如果僅把每輛車的覆蓋件改為65kg 的鎂合金板材，就需要203 萬(wàn)噸。長(zhǎng)春一汽、上汽大眾、重慶長(zhǎng)安汽車等車企都已開始批量使用鎂合金。展望未來，汽車用鎂合金用量或?qū)⒂瓉砭畤娛皆鲩L(zhǎng)。
國(guó)外對(duì)鎂合金在汽車上的應(yīng)用十分重視, 很早就出臺(tái)了推動(dòng)鎂合金在汽車上應(yīng)用的中長(zhǎng)期計(jì)劃。為了加速鎂合金在汽車上的應(yīng)用，美國(guó)通用汽車已和重慶大學(xué)、上海交通大學(xué)等單位進(jìn)行了10 年以上的技術(shù)合作。
我國(guó)也高度重視鎂合金在汽車上的應(yīng)用。自2000 年起，國(guó)家科技部、發(fā)改委、工信部等部門分別安排了“交通工具用鎂合金零部件生產(chǎn)及應(yīng)用共性關(guān)鍵技術(shù)研究開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”“高性能鎂合金的研制和應(yīng)用”等一批國(guó)家和省部級(jí)項(xiàng)目，在新型高強(qiáng)度鎂合金材料、鎂合金壓鑄技術(shù)、鎂合金軋制和擠壓加工技術(shù)、鎂合金連接技術(shù)等方面取得了重要進(jìn)展，為鎂合金材料的進(jìn)一步應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。開發(fā)了50 多款鎂合金汽車零部件，如方向盤芯骨、電器支架、后窗框、門內(nèi)框、輔助轉(zhuǎn)動(dòng)支架等，并已實(shí)現(xiàn)累計(jì)裝車超過5000 萬(wàn)輛，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
因此，在汽車、摩托車等交通工具領(lǐng)域，鎂合金充分展示出質(zhì)輕、減振性能優(yōu)良的特點(diǎn)，已在以發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱為代表的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，以副車架、輪轂、懸架、轉(zhuǎn)向器為代表的行駛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以車身、車門、前后艙體、儀表板支架、座椅骨架、中控支架為代表的車體及內(nèi)裝系統(tǒng)等形成了規(guī)?；瘧?yīng)用。根據(jù)我國(guó)最新的汽車輕量化路線圖，未來鎂合金在汽車上的應(yīng)用量將超過100kg/ 臺(tái)。
（2）鎂合金在軌道交通裝備上的應(yīng)用
我國(guó)軌道交通發(fā)展迅猛，由于能源緊張和對(duì)節(jié)能減排、安全舒適的更高要求，軌道交通裝備輕量化已成為軌道交通發(fā)展的重要課題。很多新建的軌道交通列車裝備開始大面積使用鋁合金等輕量化材料，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。鎂合金由于具有更高的比強(qiáng)度和比剛度、更好的減振降噪效果、更優(yōu)異的電磁屏蔽效果，已在部分軌道交通內(nèi)飾件和連接件上得到初步的規(guī)模應(yīng)用。
新建的和即將更新?lián)Q代的軌道交通裝備是鎂合金材料及制品的潛在應(yīng)用對(duì)象，以長(zhǎng)春軌道客車廠和唐山軌道客車廠等為代表的我國(guó)軌道交通列車年產(chǎn)量近幾年均在3000 輛左右，產(chǎn)值將超過1200 億元人民幣。山西銀光華盛鎂業(yè)等鎂合金加工企業(yè)的鎂制品已在100 余條地鐵、400 余條高鐵線路上得到了應(yīng)用，使得整車車身得以減重，很大程度上提高了列車的動(dòng)力，降低能耗。隨著軌道交通的快速發(fā)展和鎂合金材料制備與加工技術(shù)的進(jìn)步，具有優(yōu)異性能的鎂合金材料及制品必將在軌道交通裝備上獲得更加廣泛的應(yīng)用。
（3）鎂合金在電動(dòng)自行車上的應(yīng)用
全國(guó)的電動(dòng)自行車保有量已經(jīng)超過了2.3 億輛，年產(chǎn)量一直保持在2000 萬(wàn)輛以上。但是，80% 以上的電動(dòng)自行車目前都屬于超標(biāo)產(chǎn)品（重量及最高速度）。按照現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，電動(dòng)自行車最高車速應(yīng)不大于20km/h，整車質(zhì)量（重量）應(yīng)不大于40kg。對(duì)增加了電池的電動(dòng)自行車來說，輕量化是一個(gè)很重要的選擇，在整車減重上有明顯效果后，將會(huì)使一次充電后行駛距離進(jìn)一步延長(zhǎng)。鎂合金減振性好，舒適度高；散熱性好，可降低剎車系統(tǒng)溫度，延長(zhǎng)剎車輪轂使用壽命，較輕的鎂合金輪轂有利于改善加速與剎車性能。
目前，天津、河北、浙江、山西、山東等已經(jīng)有很多企業(yè)生產(chǎn)鎂合金自行車和電動(dòng)自行車部件。除了車架、支梯、泥板、支棍等鎂合金車體部件外，鎂合金輪轂的應(yīng)用更是加大了單車鎂合金的用量。如果有50% 的電動(dòng)自行車每輛使用5kg 的鎂合金，一年將會(huì)新增80000噸的鎂合金市場(chǎng)。
（4）鎂合金在LED 照明燈具上的應(yīng)用
LED 被公認(rèn)為當(dāng)前最具發(fā)展前景的第四代綠色光源。盡管鎂合金的熱導(dǎo)率比鋁差，但鎂合金零部件的散熱效果卻高于鋁合金，這為鎂合金在散熱要求較高的LED 行業(yè)推廣應(yīng)用提供了非常好的機(jī)會(huì)。
鎂合金應(yīng)用于LED 照明領(lǐng)域的部件主要是路燈殼體及燈架、燈管型材、筒燈殼體、球泡燈殼體、隧道燈殼體以及LED 散熱模組等。包括鎂合金壓鑄件和型材，表面處理采用氟碳噴涂、噴塑和陽(yáng)極氧化。據(jù)初步估計(jì)，2020 年鎂合金在LED 行業(yè)的應(yīng)用量將達(dá)到2 萬(wàn)噸。
（5）鎂合金在3C 產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用
鎂合金已在筆記本電腦外殼領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，目前惠普、戴爾、聯(lián)想等主流品牌均大量使用，而且應(yīng)用量正在呈上升趨勢(shì)。采用鎂合金擠壓板材進(jìn)行CNC 機(jī)加工3C 產(chǎn)品外殼，可以獲得更好的力學(xué)性能和外觀質(zhì)量，因此，微軟公司平板電腦外殼幾乎都采用鎂合金擠壓板材，僅2017 年的采購(gòu)量就在1.5 萬(wàn)噸左右。應(yīng)用鎂合金的3C 產(chǎn)品還包括投影儀、數(shù)碼相機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、視聽設(shè)備等。
（6）鎂合金在航空航天和軍工關(guān)鍵裝備上的應(yīng)用
具有質(zhì)輕、比強(qiáng)度高、比剛度高、阻尼減振、電磁屏蔽以及鑄造、切削加工性能優(yōu)異和易回收等優(yōu)點(diǎn)的鎂合金材料在大飛機(jī)、載人航天、探月工程等國(guó)家重大工程和軍事領(lǐng)域的輕量化和減重方面發(fā)揮著越來越關(guān)鍵的作用，日益受到重視、應(yīng)用面逐漸擴(kuò)大。
飛機(jī)結(jié)構(gòu)中除了內(nèi)部支架框架以外，蒙皮、地板、艙板等最適合使用寬幅鎂合金薄板。有試驗(yàn)結(jié)果表明，飛機(jī)減重1 磅A 所帶來的經(jīng)濟(jì)效益，商用機(jī)為300 美元，戰(zhàn)斗機(jī)為3000 美元，航天器為30000 美元，綜合減重效果比鋁合金高出25% ～ 35%。歐洲空客公司早在20世紀(jì)就開發(fā)了鎂合金板，比使用鋁合金減重十?dāng)?shù)噸。我國(guó)的西飛、成飛很早就在機(jī)體內(nèi)使用了鎂合金鍛件、鑄件和板材。高性能鎂合金在航空航天和軍工關(guān)鍵裝備等領(lǐng)域應(yīng)用潛力十分巨大。隨著高性能鎂合金的發(fā)展，鎂合金在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)附件機(jī)匣、進(jìn)氣機(jī)匣、反推力葉柵，直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)匣，導(dǎo)彈艙體、導(dǎo)彈彈翼、衛(wèi)星艙體、戰(zhàn)斗機(jī)駕駛艙框架，月球車機(jī)械臂，戰(zhàn)車發(fā)動(dòng)機(jī)部件、輪轂、框架，衛(wèi)星部件，坦克零部件等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力將逐步釋放。
（7）石油鉆采領(lǐng)域的應(yīng)用需求
鎂合金由于具有低電極電位而容易腐蝕，通過在鎂合金中添加Cu 或Ni 元素進(jìn)一步提高其降解速率，同時(shí)獲得高強(qiáng)度和高降解速率，對(duì)多級(jí)分段壓裂技術(shù)的發(fā)展有重要應(yīng)用價(jià)值，在油氣開采領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景，預(yù)計(jì)未來的需求規(guī)模將超過每年20 億元。
（8）儲(chǔ)能材料領(lǐng)域的應(yīng)用需求
鎂基儲(chǔ)能材料主要包括鎂基儲(chǔ)氫材料和鎂電池。鎂及其合金可與氫形成Mg-H 化合物，例如Mg2Ni、Mg2Cu、Mg(BH4)2 等鎂基儲(chǔ)氫材料，穩(wěn)定儲(chǔ)氫量質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2% ～ 15%，且具有較好的吸放氫動(dòng)力學(xué)，部分體系非常接近燃料電池中質(zhì)子交換膜的工作溫度（約80℃），為未來規(guī)?；瘧?yīng)用打下了基礎(chǔ)。鎂電池的應(yīng)用將是電池工業(yè)的顛覆性革命，市場(chǎng)容量將超萬(wàn)億美元。
（9）鎂合金在其他領(lǐng)域的應(yīng)用
鎂合金在紡織機(jī)械領(lǐng)域的用量穩(wěn)步上升，已累計(jì)裝機(jī)超過1000 萬(wàn)架，紡織斷線率下降超過60%，充分發(fā)揮了鎂合金減振性能優(yōu)勢(shì)。例如，鎂合金用于紡織機(jī)械的賈卡底座零部件已實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；瘧?yīng)用，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷法國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)家，取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
在智能裝備領(lǐng)域，鎂合金因其質(zhì)輕減振優(yōu)勢(shì)，可顯著改善裝備精度和延長(zhǎng)使用壽命，展現(xiàn)出巨大的市場(chǎng)空間。鎂合金因其化學(xué)性質(zhì)相對(duì)活潑，將被進(jìn)一步廣泛應(yīng)用于犧牲陽(yáng)極、電池陽(yáng)極等。
4. 發(fā)展我國(guó)鎂合金產(chǎn)業(yè)的主要任務(wù)及存在的主要問題
4.1 主要任務(wù)
（1）青海鹽湖電解鎂
青海鹽湖電解鎂總體上屬于綠色產(chǎn)品，碳排放水平很低。通過鹽湖電解原鎂生產(chǎn)工藝優(yōu)化改進(jìn)和關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，提高電解原鎂產(chǎn)品質(zhì)量，特別是降低雜質(zhì)鎳和鐵含量分別至5ppm（1ppm=10-6）以下和20 ～ 30ppm，以更好地滿足市場(chǎng)需求，增強(qiáng)電解鎂產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
（2）高性能鎂合金結(jié)構(gòu)材料
① 高性能鑄造鎂合金 以低成本為控制目標(biāo)，發(fā)展高強(qiáng)度鑄造鎂合金、高塑性鑄造鎂合金和高性能耐熱鎂合金，其主要力學(xué)性能達(dá)到現(xiàn)有同類商用鋁合金的水平，以滿足汽車、航空航天等重要領(lǐng)域的更加廣泛的市場(chǎng)需要。
② 超高強(qiáng)變形鎂合金 以稀土鎂合金為主要體系，開發(fā)抗拉強(qiáng)度超過600MPa 伸長(zhǎng)率大于5%、抗拉強(qiáng)度500 ～ 550MPa 伸長(zhǎng)率大于10%、抗拉強(qiáng)度400 ～ 450MPa 伸長(zhǎng)率大于20%的系列超高強(qiáng)高塑性變形鎂合金。
③ 低成本高強(qiáng)度鎂合金 以低無(wú)稀土鎂合金為主要體系，強(qiáng)調(diào)低成本元素的綜合使用，開發(fā)抗拉強(qiáng)度400 ～ 450MPa 伸長(zhǎng)率8% ～ 20%、抗拉強(qiáng)度350 ～ 400MPa 伸長(zhǎng)率20% ～30% 的高強(qiáng)度高塑性鎂合金。
④ 高成型性變形鎂合金 以提高變形鎂合金成型性為主要目標(biāo)，兼顧產(chǎn)品室溫塑性，發(fā)展高成型性新型鎂合金和高塑性鎂合金。高成型性鎂合金棒材和型材擠壓速度30 ～ 40m/min ；板材的室溫杯突值大于10.0mm ；高塑性鎂合金的抗拉強(qiáng)度大于300MPa 室溫伸長(zhǎng)率超過50%。
⑤ 超輕高強(qiáng)變形鎂合金 以鎂鋰合金為重點(diǎn)，開發(fā)密度小于1.60g/cm3 的系列超輕高強(qiáng)變形鎂合金，抗拉強(qiáng)度大于300MPa 伸長(zhǎng)率超過20%，同時(shí)具備良好成型性。
⑥ 高耐蝕鎂合金 通過深度純凈化、單相鎂基體、表層耐蝕膜層，發(fā)展高耐蝕鎂合金，耐蝕鎂合金基體電極電位達(dá)到-1.0V 以上，腐蝕速率與6 系鋁合金相當(dāng)，復(fù)合氧化膜鎂合金電極電位0V 以上。
⑦ 大規(guī)格鎂合金坯料制備技術(shù) 發(fā)展高效半連續(xù)鑄造技術(shù)與裝備，開發(fā)高質(zhì)量大規(guī)格鎂合金坯料，板坯用扁錠1200 ～ 1600mm 寬、300 ～ 500mm 厚，鑄棒直徑500 ～ 800mm，符合一級(jí)探傷要求。
（3）高性能鎂基功能材料
① 高強(qiáng)高阻尼鎂合金 從固溶元素和第二相入手，突破高強(qiáng)度和高阻尼性能協(xié)同瓶頸，發(fā)展兼具高強(qiáng)度和高阻尼的新型鎂合金材料，抗拉強(qiáng)度大于350MPa、比阻尼系數(shù)（SDC）超過40%。
② 生物醫(yī)用鎂合金 以鎂合金植入物可控降解為目標(biāo)，基于生物安全性和相容性，發(fā)展新型醫(yī)用鎂合金成分設(shè)計(jì)、組織調(diào)控和先進(jìn)制備加工技術(shù)，發(fā)展面向多種用途場(chǎng)景的新型醫(yī)用鎂合金材料和表面改性技術(shù)。新型醫(yī)用鎂合金室溫抗拉強(qiáng)度≥ 300MPa，屈服強(qiáng)度≥ 220MPa，伸長(zhǎng)率≥ 20%，有害雜質(zhì)總量≤ 500ppm。人工血漿中均勻降解速率≤ 0.3mm/年、90 天強(qiáng)度下降≤ 20%、180 天強(qiáng)度下降≤ 50%，細(xì)胞毒性1 級(jí)。
③ 鎂基儲(chǔ)能合金 面向氫能和電池需求，研究鎂基儲(chǔ)氫材料的成分設(shè)計(jì)和新型吸放氫原理與方法，形成鎂基儲(chǔ)氫材料數(shù)據(jù)庫(kù)，高效制備具有高儲(chǔ)氫密度、低操作溫度、可控放氫、長(zhǎng)循環(huán)壽命的新型鎂基儲(chǔ)氫材料，以及高效高能量密度鎂基材料儲(chǔ)氫系統(tǒng)。發(fā)展低電位的鎂電池陽(yáng)極合金。
④ 電磁屏蔽鎂合金 研究合金元素、加工工藝與電磁屏蔽性能之間的關(guān)系，發(fā)展中等強(qiáng)度電磁屏蔽鎂合金，抗拉強(qiáng)度320 ～ 360MPa，磁屏蔽效能85 ～ 100dB（頻率范圍<1.5GHz，試樣厚度2mm）。
（4）鎂基復(fù)合材料
① 陶瓷增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料 以氧化物、陶瓷增強(qiáng)體和變形鎂合金的復(fù)合為對(duì)象，研究增強(qiáng)體、合金成分與制備加工工藝之間的關(guān)系，破解高模量鎂合金“卡脖子”難題，發(fā)展高彈性模量的高性能鎂基復(fù)合材料。
② 碳增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料 以碳纖維、碳納米管、石墨烯等為增強(qiáng)體，研究新型增強(qiáng)體和合金元素與工藝之間的關(guān)系，發(fā)展高強(qiáng)度鎂基復(fù)合材料。
③ 金屬顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料 以鈦、鋯等高熔點(diǎn)金屬顆粒為增強(qiáng)體，研究新型金屬顆粒和鎂基體以及制備工藝之間的關(guān)系，發(fā)展高強(qiáng)高韌鎂基復(fù)合材料。
（5）鎂合金工程化技術(shù)
① 低成本高品質(zhì)鎂冶煉技術(shù) 以固- 液反應(yīng)、無(wú)硅鐵還原、碳熱還原、豎罐冶煉等為重點(diǎn)，研究低成本原鎂冶煉新技術(shù)，構(gòu)建固- 液熱還原制鎂新方法的理論和技術(shù)基礎(chǔ)，開辟金屬鎂高效率、低成本制備新途徑和新方法。
② 高品質(zhì)鎂熔體質(zhì)量控制技術(shù)與裝備 以低成本液相自純化技術(shù)、反重力多級(jí)過濾技術(shù)等為重點(diǎn)，發(fā)展除雜除渣新技術(shù)與新工藝，使純凈化成本降低50% 以上，熔體質(zhì)量大幅度提高。
③ 大型、復(fù)雜鎂合金鑄件生產(chǎn)技術(shù)與裝備 航空航天領(lǐng)域的大型復(fù)雜構(gòu)件屬于我國(guó)的“卡脖子”難題，為此需要研究大型復(fù)雜鑄件等極端鎂合金產(chǎn)品的高效鑄造生產(chǎn)新工藝新技術(shù)，發(fā)展自動(dòng)化程度高的成套新裝備和鎂合金真空壓鑄系統(tǒng)。
④ 鎂合金板材加工技術(shù)及裝備 以提高板材熱成型性、控制邊裂和表面質(zhì)量為重點(diǎn)，研究寬幅板材熱處理制度、軋制工藝、基面織構(gòu)調(diào)控工藝，發(fā)展高成型性寬幅板材先進(jìn)加工技術(shù)與裝備，突破寬幅鎂合金板材熱成型“卡脖子”問題。以擠壓開坯、薄帶鑄軋、包鋁軋制等為重點(diǎn)，研究加工工藝與組織、性能之間的關(guān)系，發(fā)展低成本加工新技術(shù)新裝備。
⑤ 鎂合金型材加工技術(shù)及裝備 以提高擠壓成型性、控制表面質(zhì)量等為重點(diǎn)，研究型材擠壓工藝、熱處理制度和矯直工藝，發(fā)展高質(zhì)量低成本型材先進(jìn)加工技術(shù)與裝備。
⑥ 鎂合金先進(jìn)鍛造成型技術(shù)與裝備 以提高鍛造成型性、改善鍛件質(zhì)量、降低成本等為重點(diǎn)，突破高強(qiáng)韌鎂合金成型“卡脖子”難題，研究鍛造構(gòu)件產(chǎn)品的工藝、組織與性能的關(guān)系，發(fā)展適合不同合金的系列高效鍛造新技術(shù)與裝備。
⑦ 鎂合金先進(jìn)表面防護(hù)與連接技術(shù)及裝備 以解決現(xiàn)有鎂合金涂層材料體系少，涂層硬度不高極易劃傷、涂層附著力差的難題，開發(fā)新型結(jié)構(gòu)功能一體化的涂層材料體系，發(fā)展高效可靠的新型涂層制備方法；發(fā)展以攪拌摩擦焊為代表的連接新技術(shù)與新裝備。
（6）標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)庫(kù)與設(shè)計(jì)平臺(tái)
建立具有我國(guó)鎂產(chǎn)業(yè)特色的材料與產(chǎn)品完整標(biāo)準(zhǔn)體系。建立具有國(guó)際水平、能滿足鎂合金研發(fā)和應(yīng)用的世界上最大的數(shù)據(jù)平臺(tái)。建立把材料研發(fā)、材料與產(chǎn)品加工、產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用等一體化、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期并且能充分發(fā)揮鎂合金性能潛力的現(xiàn)代化產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)。
4.2 存在的主要問題
（1）技術(shù)創(chuàng)新能力總體不足
國(guó)家和企業(yè)對(duì)鎂行業(yè)的總體研發(fā)投入還有待加強(qiáng)。高等院校和科研院所的強(qiáng)大研發(fā)能力與企業(yè)創(chuàng)新能力缺乏存在脫節(jié)。主要鎂企業(yè)在基礎(chǔ)共性關(guān)鍵技術(shù)、精深加工技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)研發(fā)投入不足，沒有形成系統(tǒng)的完備的研發(fā)能力和體系，導(dǎo)致鎂產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量穩(wěn)定性差和成本高等問題，導(dǎo)致企業(yè)無(wú)法有效對(duì)接新的市場(chǎng)機(jī)遇，也無(wú)法創(chuàng)造新的發(fā)展。
（2）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)矛盾依然突出
很多原鎂企業(yè)不愿在深加工領(lǐng)域進(jìn)行投入，盡管國(guó)內(nèi)用鎂量和鎂合金消費(fèi)量呈上升趨勢(shì)，但用于結(jié)構(gòu)件特別是大型結(jié)構(gòu)件應(yīng)用的鎂合金比重仍然較低，原鎂產(chǎn)能過剩與部分品種及高端深加工產(chǎn)品短缺依然并存。國(guó)內(nèi)鎂行業(yè)缺乏大型國(guó)企，盡管寶鋼已入股南京云海，開始進(jìn)入鎂及鎂合金產(chǎn)業(yè)，但鎂產(chǎn)業(yè)總體上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)業(yè)集中度低，企業(yè)總體實(shí)力偏弱，缺乏旗艦企業(yè)。
（3）環(huán)保壓力加大與市場(chǎng)需求下降的矛盾加劇
隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，原鎂企業(yè)因較為突出的CO2 排放和粉塵控制而面臨的環(huán)保壓力不斷加大，企業(yè)總體成本上升，但受新冠疫情影響和出口限制，鎂及鎂合金的市場(chǎng)需求有所下降。
（4）新型加工工藝與裝備發(fā)展滯后，部分領(lǐng)域“卡脖子”現(xiàn)象突出
鎂合金是工程應(yīng)用的最輕金屬結(jié)構(gòu)材料，但與鋁合金相比，目前鎂合金產(chǎn)量還不足鋁合金的10%。鎂合金材料加工，特別是變形鎂合金材料加工，仍然沿用鋁合金或鋼鐵的加工方式和裝備，很大程度上導(dǎo)致變形鎂合金存在基面織構(gòu)強(qiáng)、成型性差、加工效率低等瓶頸問題，迫切需要發(fā)展符合鎂合金材料特性的新型高效變形加工工藝和具有鎂合金特色的成套裝備。需要大力解決航空航天大型復(fù)雜鎂合金鑄件精密成型技術(shù)等“卡脖子”難題。
（5）原鎂生產(chǎn)新技術(shù)發(fā)展緩慢
鎂需求的穩(wěn)步增長(zhǎng)，對(duì)鎂冶煉提出越來越高的要求。目前鎂冶煉存在機(jī)械化、自動(dòng)化、規(guī)模化水平偏低，生產(chǎn)效率偏低等問題。我國(guó)原鎂冶煉工藝基本上采用固固反應(yīng)的皮江法，該法技術(shù)較為成熟、建設(shè)成本較低，但因還原動(dòng)力學(xué)過程的固有限制，導(dǎo)致其還原周期長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低，資源、能源利用不充分。大多數(shù)采用較為落后的橫罐還原冶煉，相對(duì)較好的豎罐還原推廣較慢。
碳熱還原煉鎂仍然停留在實(shí)驗(yàn)室階段，距離工業(yè)生產(chǎn)還有很多工作需要開展。青海鹽湖電解鎂生產(chǎn)線已開始投產(chǎn)試運(yùn)行，但全面達(dá)產(chǎn)和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量仍是下一步重點(diǎn)工作。
（6）鎂合金材料牌號(hào)和種類少
與鋼和鋁相比，鎂合金的牌號(hào)和合金種類較少，成分設(shè)計(jì)、制備加工等技術(shù)體系有待進(jìn)一步完善。鎂合金是密排六方結(jié)構(gòu)，可動(dòng)滑移系少且空間分布不對(duì)稱，目前還缺乏有效的強(qiáng)化相，提高塑性的技術(shù)途徑尚不夠明確，導(dǎo)致高強(qiáng)鎂合金和高塑性鎂合金種類較少。
（7）鎂合金加工技術(shù)較為薄弱
近年來，鑄造鎂合金得到愈加廣泛的應(yīng)用，隨之對(duì)鎂合金熔體質(zhì)量的要求逐漸提高，實(shí)現(xiàn)鎂合金鑄錠或鑄件的“純凈化、均勻化、大尺寸、細(xì)晶化”仍是未來鑄造鎂合金的發(fā)展重點(diǎn)。
變形鎂合金熱加工溫度區(qū)間窄，熱加工溫度窗口較窄，導(dǎo)致加工成本較高。同時(shí)，擠壓過程中錠坯沿長(zhǎng)度方向和橫截面方向的塑性流動(dòng)不均勻而導(dǎo)致組織與性能不均勻，特別是擠壓比較大或斷面復(fù)雜的構(gòu)件，這種現(xiàn)象更為突出。寬幅板型材是變形鎂合金推廣應(yīng)用的關(guān)鍵壁壘。
在鎂合金加工裝備方面，國(guó)產(chǎn)熔鑄裝備品種和數(shù)量少，市場(chǎng)占有率低，裝備性能不能完全滿足鑄造鎂合金發(fā)展要求。塑性加工裝備雖然在原有鋁合金成套裝備上進(jìn)行整改優(yōu)化，但仍然不能很好滿足鎂合金塑性加工要求。
（8）鎂合金應(yīng)用領(lǐng)域受限
雖然鎂合金應(yīng)用量逐年增加，但總體規(guī)模與鋁和鋼相比仍然較小。當(dāng)前，純鎂的應(yīng)用領(lǐng)域很大一部分在鋁合金和鋼鐵冶煉。鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域主要用作汽車、3C 和航空航天等領(lǐng)域的非主承力構(gòu)件。同時(shí)，鎂合金材料與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計(jì)有待加強(qiáng)、相關(guān)應(yīng)用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系缺失，在一定程度上限制了鎂合金進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用。
5. 推動(dòng)我國(guó)鎂合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對(duì)策和建議（1）強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，加快制定國(guó)家鎂發(fā)展戰(zhàn)略我國(guó)是鎂資源大國(guó)，也是鎂及鎂合金生產(chǎn)大國(guó)。鎂是我國(guó)唯一具有國(guó)際話語(yǔ)權(quán)的金屬材 料品種。目前，我國(guó)鎂行業(yè)規(guī)劃缺乏國(guó)家戰(zhàn)略支撐，沒有從國(guó)家資源能源戰(zhàn)略高度和國(guó)際競(jìng) 爭(zhēng)角度來審視鎂的重要地位。金屬鎂的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)缺乏來自國(guó)家層面的有效協(xié)調(diào)和科學(xué)組織，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟缺失，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不完善，沒有多層次高水平的行業(yè)服務(wù)平臺(tái)，缺少領(lǐng)軍企業(yè)。為打破技術(shù)開發(fā)和推廣應(yīng)用瓶頸，加快鎂合金材料在各領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，從而為制造 業(yè)減重、更好實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，從國(guó)家層面加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)非常重要。建議國(guó)家相關(guān)部門制定國(guó)家鎂發(fā)展戰(zhàn)略，以原鎂冶煉、加工聚集區(qū)為重點(diǎn)，按區(qū)域籌建多個(gè)各具特色的國(guó)家級(jí)鎂產(chǎn)業(yè) 協(xié)同創(chuàng)新示范基地，輔以政策支持、資金保障等配套措施，科學(xué)制定各區(qū)域的發(fā)展路線圖。（2）出臺(tái)政策法規(guī)，加強(qiáng)引導(dǎo)我國(guó)鎂產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展鎂產(chǎn)量在10 種常用有色金屬中排行第五，屬較大的有色金屬品種。與銅、鋁、鉛、鋅等大宗有色金屬品種相比，產(chǎn)量規(guī)模較小、只有百萬(wàn)噸級(jí)，企業(yè)所有制結(jié)構(gòu)單一，絕大部分為 民營(yíng)企業(yè)。鎂產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域多，盡管當(dāng)前金屬鎂下游加工應(yīng)用開發(fā)起步較晚，但產(chǎn)業(yè)發(fā)展前 景廣闊、深加工潛力巨大。建議國(guó)家出臺(tái)相關(guān)政策鼓勵(lì)引導(dǎo)和吸引更多的企業(yè)，特別是國(guó)有大型企業(yè)在鎂行業(yè)加大 資金投入，擴(kuò)大鎂合金行業(yè)整體規(guī)模。出臺(tái)相關(guān)優(yōu)惠政策鼓勵(lì)相關(guān)行業(yè)使用鎂合金，如汽車 工業(yè)、摩托車工業(yè)、電動(dòng)自行車工業(yè)和電子3C 產(chǎn)業(yè)等，刺激鎂合金的消費(fèi)，加快提高鎂合 金的生產(chǎn)應(yīng)用水平，促使我國(guó)鎂產(chǎn)業(yè)從以初級(jí)產(chǎn)品為主向高附加值的深加工產(chǎn)品為主轉(zhuǎn)變。（3）建立國(guó)家級(jí)技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)，加強(qiáng)“卡脖子”環(huán)節(jié)鎂合金材料和產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計(jì)近十年來，國(guó)內(nèi)外鎂及鎂合金產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用和技術(shù)創(chuàng)新一直在迅速地向前發(fā)展，鎂合 金產(chǎn)品由于其特有的性能特點(diǎn)而受到了各行業(yè)的廣泛關(guān)注，應(yīng)用范圍越來越廣，用量也越來 越大，傳統(tǒng)的新產(chǎn)品調(diào)研、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、應(yīng)用、銷售的實(shí)物開發(fā)生產(chǎn)周期已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能 滿足鎂合金產(chǎn)品對(duì)市場(chǎng)快速響應(yīng)的需求。因此，引入高科技的現(xiàn)代制造技術(shù)，強(qiáng)化鎂合金材 料與產(chǎn)品應(yīng)用的共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，縮短新材料和新產(chǎn)品的開發(fā)和制造周期、降低成本、提 高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為鎂合金材料快速發(fā)展和產(chǎn)品大規(guī)模推廣應(yīng)用的關(guān)鍵所在。建議建立鎂合金及其輕量化應(yīng)用的國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新中心，建立包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、替換設(shè)計(jì) 平臺(tái)和虛擬技術(shù)平臺(tái)在內(nèi)的鎂合金設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)，從而集聚國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀人才、集中 國(guó)內(nèi)外優(yōu)勢(shì)資源，搭建世界領(lǐng)先的鎂合金產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計(jì)及生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)開發(fā)公共服務(wù)平臺(tái)， 為我國(guó)乃至世界鎂產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。（4）積極推進(jìn)鎂合金的基礎(chǔ)研究鎂合金基礎(chǔ)科學(xué)問題研究的缺乏，已成為阻礙鎂合金廣泛應(yīng)用的瓶頸。鎂及鎂合金基礎(chǔ) 研究領(lǐng)域跟不上技術(shù)的發(fā)展，嚴(yán)重制約了鎂合金的進(jìn)一步發(fā)展，導(dǎo)致其應(yīng)用還只集中在特定 的幾個(gè)領(lǐng)域。需要集中力量加強(qiáng)以下基礎(chǔ)研究：① 鎂合金相圖和材料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與鋼、鋁相比，鎂合金相圖研究嚴(yán)重滯后，缺少系統(tǒng)的 二元、三元和多元相圖研究，特別是多元變溫縱截面相圖研究嚴(yán)重缺失；此外，鎂合金的基 礎(chǔ)數(shù)據(jù)中，還缺少二元、三元和多元系統(tǒng)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)以及擴(kuò)散系數(shù)、相變動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。
② 鎂合金強(qiáng)韌化機(jī)理研究鎂合金的絕對(duì)強(qiáng)度相對(duì)較低，極大地限制了鎂合金的應(yīng)用。目前，鎂合金主要應(yīng)用于汽車方向盤、中控支架、儀表盤支架、座椅骨架、電池包殼體等非 主承力結(jié)構(gòu)件，飛機(jī)上的應(yīng)用也主要以機(jī)匣等殼體件為主。鎂合金強(qiáng)化機(jī)制認(rèn)識(shí)的缺乏，導(dǎo) 致提高鎂合金強(qiáng)度只能停留在晶粒細(xì)化、微合金化、復(fù)合材料強(qiáng)化等簡(jiǎn)單工藝方面。因此， 必須加強(qiáng)鎂合金強(qiáng)韌化機(jī)理的研究，突破新型強(qiáng)化機(jī)理和新型強(qiáng)化相，從而更有效地設(shè)計(jì)開 發(fā)高強(qiáng)韌鎂合金。③ 鎂合金塑性變形理論研究鎂合金的晶體結(jié)構(gòu)空間對(duì)稱性較低，可動(dòng)滑移系少，塑性 較差，變形產(chǎn)品基面織構(gòu)較強(qiáng)，導(dǎo)致變形鎂合金應(yīng)用受到很大限制。十多年來，在國(guó)家和地 方科技計(jì)劃持續(xù)支持下，重慶大學(xué)與相關(guān)單位通過產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合開發(fā)，研制出了寬幅大型中空 薄壁鎂合金型材和寬幅鎂合金板材，在世界上處于領(lǐng)先水平。山西銀光華盛鎂業(yè)聯(lián)合重慶大 學(xué)建立了世界上第一條年產(chǎn) 5000t 以上鎂合金擠壓板材的生產(chǎn)線。但是這些鎂合金的塑性加 工效率還無(wú)法與鋁合金相比，在成型技術(shù)領(lǐng)域還存在“卡脖子”問題，為了促使鎂合金塑性 加工獲得更大的發(fā)展，擴(kuò)大鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域，提高鎂合金的附加值，必須加強(qiáng)鎂合金塑性 變形理論研究。④ 鎂合金腐蝕與防護(hù)研究鎂的電極電位低，化學(xué)性質(zhì)活潑，導(dǎo)致鎂合金產(chǎn)品容易腐 蝕，同時(shí)，表面氧化膜存在固有孔隙使侵蝕性介質(zhì)直接與基體接觸，基體極易腐蝕而使保護(hù) 涂層從內(nèi)部被破壞，而失去保護(hù)作用，這已成為鎂合金零件失效的原因之一并阻礙鎂合金的 進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用。為此，一方面要加強(qiáng)鎂合金腐蝕機(jī)理研究，尋求提高鎂合金自身耐腐蝕性 能的新原理新方法，另一方面應(yīng)大力發(fā)展低成本表面處理技術(shù)與裝備，對(duì)鎂合金表面實(shí)施更 加有效的防護(hù)處理。（5）發(fā)展鎂合金產(chǎn)業(yè)技術(shù)、推動(dòng)產(chǎn)品擴(kuò)大應(yīng)用?① 提高原鎂冶煉技術(shù)，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力經(jīng)過多年發(fā)展，我國(guó)鎂冶煉技術(shù)工藝有了較大 提升，如豎罐技術(shù)的應(yīng)用和推廣，從能耗和產(chǎn)量來看都較橫罐有更大優(yōu)勢(shì)，但面對(duì)新形勢(shì)、 新要求，鎂冶煉技術(shù)工藝發(fā)展仍較為滯后，機(jī)械化、自動(dòng)化水平還需提升，工況條件需更好 地改善。多年來，一些高等院校、科研院所在探索冶煉新技術(shù)、現(xiàn)有工藝技術(shù)提升等方面做了大 量卓有成效的工作，但這些工作大多較為獨(dú)立，缺乏有效的聯(lián)合和協(xié)同。需要進(jìn)一步加強(qiáng)行 業(yè)引導(dǎo)和協(xié)調(diào)，整合行業(yè)資源和技術(shù)，有效提升行業(yè)機(jī)械化、自動(dòng)化水平，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，推 動(dòng)行業(yè)冶煉技術(shù)進(jìn)步，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展新要求。同時(shí)，應(yīng)借鑒其他行業(yè)先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng) 現(xiàn)有冶煉技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破。② 加強(qiáng)重點(diǎn)產(chǎn)品研發(fā)，擴(kuò)大市場(chǎng)應(yīng)用鎂合金產(chǎn)品應(yīng)用規(guī)?；擎V產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大的必要 條件。進(jìn)一步加強(qiáng)鎂合金材料及應(yīng)用研發(fā)，加快科技成果向產(chǎn)品轉(zhuǎn)換。支持發(fā)展?jié)摿Υ?、?動(dòng)力強(qiáng)的重點(diǎn)產(chǎn)品首先突破。依據(jù)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和市場(chǎng)需求發(fā)展趨勢(shì)，鎂合金輪轂、大型構(gòu) 件、寬幅薄板和擠壓材是值得重點(diǎn)關(guān)注的產(chǎn)品。③ 加強(qiáng)鎂基儲(chǔ)能材料等前沿新材料發(fā)展組織行業(yè)資源，加強(qiáng)鎂作為儲(chǔ)氫材料的研發(fā)為 今后產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)備。把開發(fā)氫能作為人類未來能源的重要發(fā)展方向之一已逐漸形成共識(shí)，金屬 儲(chǔ)氫是安全且高效的方式，在儲(chǔ)氫合金中，鎂基儲(chǔ)氫合金被廣泛認(rèn)為是最有發(fā)展前途的儲(chǔ)氫 材料之一。鎂作為儲(chǔ)氫材料具有密度小、儲(chǔ)氫容量高、價(jià)格低廉、儲(chǔ)量豐富等顯著特點(diǎn)，關(guān) 鍵技術(shù)一旦取得突破，金屬鎂極有希望成為未來主要的儲(chǔ)氫材料。鎂的潛在需求不可估量， 應(yīng)組織行業(yè)力量加強(qiáng)研發(fā)，為鎂產(chǎn)業(yè)打開下一個(gè)規(guī)?；瘧?yīng)用方向。鎂電池具有能量密度高、環(huán)境友好、安全性更高等優(yōu)點(diǎn)，未來應(yīng)用潛力十分巨大，若開 發(fā)成功將是能源領(lǐng)域的顛覆式發(fā)展。（6）加快推進(jìn)鎂合金牌號(hào)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化目前，全世界的鋁合金的牌號(hào)有 350 余種，其熱處理狀態(tài)數(shù)量更加龐大，因此在應(yīng)用鋁 合金時(shí)有大量可供選擇的余地。而全世界的鎂合金牌號(hào)僅幾十種，其熱處理狀態(tài)更少，因此 可供選用的鎂合金材料太少，在很大程度上阻礙了鎂的應(yīng)用。2017 年，全國(guó)有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化 技術(shù)委員會(huì)發(fā)布新的鎂合金國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)，重慶大學(xué)國(guó)家鎂合金材料工程技術(shù)研究中心等單 位近幾年發(fā)展的 40 多種新型鎂合金已正式成為國(guó)家牌號(hào)合金，為今后鎂合金的發(fā)展和應(yīng)用打 下了很好的基礎(chǔ)。另外，目前我國(guó)鎂合金標(biāo)準(zhǔn)體系還需要進(jìn)一步完善，由于這些標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)大部分在 20 世 紀(jì) 80 年代中期，隨著生產(chǎn)這些產(chǎn)品的技術(shù)和工藝的發(fā)展，有些標(biāo)準(zhǔn)已不太適應(yīng)當(dāng)前的生產(chǎn)實(shí) 際，同時(shí)隨著新產(chǎn)品的研究與開發(fā)，也有一些產(chǎn)品存在無(wú)標(biāo)生產(chǎn)的狀態(tài)。近年來，我國(guó)鎂工 業(yè)有了很大發(fā)展，鎂品種增多，盡管在國(guó)家鎂合金材料工程技術(shù)研究中心等單位的努力下， 國(guó)家鎂合金產(chǎn)品完整的標(biāo)準(zhǔn)格局已基本形成，但仍然有一些標(biāo)準(zhǔn)不能適應(yīng)生產(chǎn)和貿(mào)易的需求， 需要進(jìn)一步完善。為了使我國(guó)從金屬鎂生產(chǎn)大國(guó)變成應(yīng)用大國(guó)，從入口大國(guó)變成出口強(qiáng)國(guó)，有必要花大力 氣來完善我國(guó)的鎂標(biāo)準(zhǔn)體系。首先，各方要正視我國(guó)鎂標(biāo)準(zhǔn)目前存在的問題，充分重視鎂標(biāo) 準(zhǔn)工作。國(guó)家有關(guān)部門要鼓勵(lì)和引導(dǎo)鎂工業(yè)的發(fā)展，具體到鎂標(biāo)準(zhǔn)體系的完善上，應(yīng)該從項(xiàng) 目和經(jīng)費(fèi)保障上予以重點(diǎn)考慮。其次，要做好規(guī)劃，總體統(tǒng)籌和分步推進(jìn)鎂標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。再次，要積極學(xué)習(xí)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，盡量參照采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，制定 和完善我國(guó)的鎂合金及鎂合金產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。在減少工作量的同時(shí)，還可減少貿(mào)易技術(shù)壁壘，有 利于產(chǎn)品出口?？上驳氖侵貞c大學(xué)已成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織鎂及鎂合金技術(shù)委員會(huì)主席單位，對(duì)今后國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定和推動(dòng)我國(guó)先進(jìn)鎂合金牌號(hào)走向世界具有非常積極的作用。（7）推動(dòng)更廣泛的國(guó)際合作與交流歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)在鎂合金產(chǎn)業(yè)化方面已經(jīng)具有了相當(dāng)?shù)囊?guī)模。無(wú)論是技術(shù)本身， 還是組織實(shí)施政府攻關(guān)計(jì)劃，都積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，值得我們認(rèn)真加以研究、借鑒和吸收。例如，德國(guó)在汽車壓鑄件的理論研究和應(yīng)用方面、日本在阻燃鎂合金以及表面處理與涂裝技 術(shù)方面、俄羅斯在高強(qiáng)鎂合金發(fā)展和規(guī)模應(yīng)用方面、英國(guó)在生物醫(yī)用鎂合金方面、美國(guó)在軍 事領(lǐng)域和汽車行業(yè)均具有世界水平的先進(jìn)技術(shù)，可以組織國(guó)內(nèi)對(duì)口單位開展多種形式的合作， 縮短差距。我國(guó)在重慶大學(xué)已組建了國(guó)家級(jí)國(guó)際合作聯(lián)合研究中心（科技部和外國(guó)專家局于 2008 年 批準(zhǔn)），近幾年在強(qiáng)化國(guó)際合作、提升我國(guó)鎂合金國(guó)際影響力等方面做出了大量的工作，已 成為 Elsevier 出版社 Journal of Magnesium and Alloys（JCR 一區(qū)期刊，國(guó)家領(lǐng)軍期刊）的主 編單位、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化組織鎂及鎂合金技術(shù)委員會(huì)主席單位和國(guó)際品牌鎂合金會(huì)議的組織單位。國(guó)家應(yīng)該強(qiáng)化對(duì)國(guó)內(nèi)一些重點(diǎn)單位國(guó)際科技合作的支持。（8）積極組建產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新體重慶大學(xué)已成為教育部批準(zhǔn)的唯一一個(gè)和鎂合金推廣應(yīng)用密切相關(guān)的國(guó)家級(jí)協(xié)同創(chuàng)新中心—重慶自主品牌汽車協(xié)同創(chuàng)新中心。該中心把鎂合金的推廣應(yīng)用作為重點(diǎn)研發(fā)內(nèi)容開展 協(xié)同創(chuàng)新，聯(lián)合了長(zhǎng)安汽車、中國(guó)汽研、西南鋁業(yè)、重慶理工大學(xué)等國(guó)內(nèi)知名企業(yè)和研究院 所。中心以我國(guó)自主品牌汽車的輕量化發(fā)展重大需求為牽引，構(gòu)建“基礎(chǔ)研究—應(yīng)用研究— 成果產(chǎn)業(yè)化”的一體化創(chuàng)新研發(fā)體系，以重慶大學(xué)的鎂合金技術(shù)力量為技術(shù)支撐，積極推進(jìn) 以鎂合金為代表的輕量化材料在汽車上的規(guī)?；瘧?yīng)用，滿足我國(guó)節(jié)能減排工程的重大需求。目前，長(zhǎng)安汽車公司聯(lián)合重慶大學(xué)國(guó)家鎂合金工程中心和重慶博奧鎂鋁金屬有限公司等單位 共同對(duì)長(zhǎng)安 CVⅡ車型進(jìn)行了鎂合金零部件的開發(fā)綜合應(yīng)用，共開發(fā) 12 種零部件，用鎂總重 量 20.1kg，其零部件全部通過了相關(guān)機(jī)構(gòu)的性能檢測(cè)及路試，已小規(guī)模投入生產(chǎn)。由此可見， 通過組建產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新體，極大推動(dòng)了鎂合金的應(yīng)用。重慶大學(xué)聯(lián)合中國(guó)鋁業(yè)集團(tuán)、寶武鋼鐵、重慶長(zhǎng)安汽車等大型企業(yè)，在重慶市政府的大 力支持下，成立了以鎂合金為主要方向的重慶市輕量化材料技術(shù)創(chuàng)新中心，正在全力打造 “中國(guó)輕量化材料工程研究院”，旨在推動(dòng)新型輕量化材料及其在高端裝備上的進(jìn)一步應(yīng)用。以青海鹽湖工業(yè)股份有限公司為主體，聯(lián)合重慶大學(xué)、上海交通大學(xué)、德國(guó)鎂中心、美 國(guó)猶他大學(xué)、澳大利亞昆士蘭大學(xué)等組建的“青海鹽湖鎂產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院”已于 2017 年 8 月 在青海格爾木青海鹽湖工業(yè)股份有限公司總部掛牌，主要致力于青海鹽湖電解原鎂、鎂合金 及深加工等先進(jìn)技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用。為了加快先進(jìn)技術(shù)研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化落地，該研 究院計(jì)劃在格爾木建立原鎂先進(jìn)技術(shù)研發(fā)基地、在西寧建立鎂合金壓鑄技術(shù)基地、在重慶建 立先進(jìn)鎂合金研發(fā)基地和分院，并將積極在北京和上海建立分院。該研究院的成立，必將有 力推動(dòng)我國(guó)乃至世界電解原鎂及合金的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。由東北大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)金屬所、沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)、大連理工大學(xué)的鎂合金領(lǐng)域?qū)＜?學(xué)者組建的遼寧省鎂合金工程技術(shù)中心在大石橋市揭牌，主要致力于鎂合金技術(shù)研發(fā)與推廣。為使研究成果更好地轉(zhuǎn)化，該中心已吸收沈陽(yáng)華晨金杯汽車有限公司、營(yíng)口欣立耐火材料科 技有限公司等企業(yè)為應(yīng)用企業(yè)。河南科技大學(xué)與鶴壁地恩地新材料科技有限公司合作建立“有色金屬共性技術(shù)河南省協(xié) 同創(chuàng)新中心鎂產(chǎn)業(yè)基地”。該中心是河南省委、省政府積極推行“2011”協(xié)同創(chuàng)新計(jì)劃、加快 中原經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)而建立的高端產(chǎn)學(xué)研合作平臺(tái)。雙方合作，能夠充分釋放人才、信息、技術(shù) 等創(chuàng)新要素的活力，建立多技術(shù)集成的研發(fā)與應(yīng)用平臺(tái)，在產(chǎn)學(xué)研合作技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新，畢業(yè) 生社會(huì)實(shí)踐和就業(yè)等方面開展多種形式的合作。盡管已成立若干產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟或協(xié)同創(chuàng)新中心，但這些聯(lián)盟或協(xié)同創(chuàng)新中心亟待進(jìn)一步創(chuàng) 新和完善。聯(lián)盟或聯(lián)合體應(yīng)真正從鎂產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要出發(fā)，圍繞技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)產(chǎn)、學(xué)、研、 用各單位的知識(shí)、技術(shù)和人才要素有效集成，成為以市場(chǎng)為導(dǎo)向、企業(yè)為主體，推動(dòng)技術(shù)進(jìn) 步、產(chǎn)業(yè)升級(jí)，擴(kuò)大應(yīng)用和轉(zhuǎn)變鎂工業(yè)發(fā)展方式的有效途徑。
(參考文獻(xiàn)從略)
作者簡(jiǎn)介潘復(fù)生，中國(guó)工程院院士，重慶大學(xué)國(guó)家鎂中心名譽(yù)主任、教授，重慶市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席、ISO 國(guó)際 標(biāo)準(zhǔn)化組織鎂合金技術(shù)委員會(huì)主席、中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，主要從事鎂合金、鋁合金、工具鋼等 方面的研究，在鎂合金新材料與新工藝、鋁合金板箔材與鍛件、鐵基工具材料等方向取得多項(xiàng)原創(chuàng)性成 果。獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)和科技進(jìn)步獎(jiǎng) 4 項(xiàng)，部省級(jí)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)和科技進(jìn)步獎(jiǎng) 10 余項(xiàng)。發(fā)表論文 500 多篇，授權(quán)發(fā)明專利 150 多項(xiàng)。蔣斌，重慶大學(xué)國(guó)家鎂中心副主任，教授，長(zhǎng)期從事鎂合金材料及制備加工技術(shù)研發(fā)，推動(dòng)鎂合金 在交通工具、電子信息、航空航天和國(guó)防軍工等領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，已發(fā)表學(xué)術(shù)論文 160 多篇，授權(quán) 發(fā)明專利 40 多項(xiàng)，起草制訂國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn) 7 件，獲得國(guó)際鎂協(xié)創(chuàng)新獎(jiǎng)等重要獎(jiǎng)勵(lì) 6 項(xiàng)。
（來源：中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)-今日新材料）
