我國積極開展了鎂合金材料的研制工作,在稀土鎂合金、大尺寸鑄棒、大型復(fù)雜件的工程技術(shù)方面取得重要突破,研制的部分高強鎂合金大尺寸復(fù)雜鑄件、高強耐熱鎂合金大規(guī)格擠壓型材/鍛件等達(dá)到世界水平。具體來看,2019年,南京云海特種金屬股份有限公司在技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)整合方面取得重大進展,生產(chǎn)的鍛造鎂合金輪轂在汽車主機企業(yè)得到應(yīng)用。上海交通大學(xué)輕合金精密成型研究中心開發(fā)了新型輕質(zhì)鎂稀土合金材料,成功應(yīng)用于直升機關(guān)鍵復(fù)雜承力部件,輕量化效果顯著,并已實現(xiàn)批量穩(wěn)定制造,填補了我國新一代直升機用高強耐熱鎂合金材料空白。重慶大學(xué)國家鎂合金材料工程技術(shù)研究中心研制出AT、AE、VW系列等40多種新型鎂合金,其中有16種合金成為國家標(biāo)準(zhǔn)牌號,十幾種合金得到工程應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化推廣。東北大學(xué)開發(fā)了大規(guī)格鎂合金扁鑄錠生產(chǎn)技術(shù),目前能夠生產(chǎn)大截面為1450mm×400mm的鎂合金大扁錠;開發(fā)了鎂合金寬幅板帶卷軋制成套技術(shù),已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。中南大學(xué)和長春應(yīng)用化學(xué)研究所等單位開發(fā)出高強高韌稀土鎂合金、壓鑄鎂合金和稀土鎂合金批量生產(chǎn)技術(shù),成功應(yīng)用于航空、航天、軍工、汽車、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域,大幅降低了稀土鎂合金產(chǎn)品的成本,提升了市場競爭力,填補了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的空白。
我國鎂合金材料產(chǎn)業(yè)起步晚、底子薄,在應(yīng)用上整體仍處于產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈的中低端。同時,相關(guān)戰(zhàn)略政策的執(zhí)行率較低,關(guān)鍵工藝技術(shù)與國外差距較大,設(shè)備大多依靠進口。研發(fā)所需的技術(shù)和設(shè)備常受國外出口限制,使得鎂合金材料的研發(fā)面臨困難,尤其是許多核心材料的研發(fā)舉步維艱、性能提升緩慢、產(chǎn)能也嚴(yán)重不足。另外,相關(guān)企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)的智能化水平較低,標(biāo)準(zhǔn)、檢測、評價、計量和管理等支撐體系缺失,產(chǎn)品性能穩(wěn)定性、質(zhì)量一致性需要進一步提高。
受國際國內(nèi)經(jīng)濟形勢變化特別是全球新型冠狀病毒肺炎的影響,金屬材料市場需求低迷,鎂合金材料產(chǎn)業(yè)長期積累的結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過剩、市場供求失衡等深層次矛盾和問題逐步顯現(xiàn)。目前我國鎂產(chǎn)業(yè)運行總體平穩(wěn),產(chǎn)量、出口量持續(xù)增長,但在冶煉環(huán)保水平、深加工產(chǎn)品應(yīng)用等方面存在短板,產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的任務(wù)依然艱巨。另外,我國鎂合金材料產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能規(guī)模龐大,對資源、環(huán)境等影響深遠(yuǎn),在節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保的短流程制備加工技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用方面仍任重道遠(yuǎn)。
強鎂合金材料是支撐航空、航天、新一代武器裝備、高速列車以及新能源汽車等裝備不斷升級發(fā)展的基礎(chǔ)材料。我國在強變形鎂合金研發(fā)與應(yīng)用方面處在世界前列。但從進一步擴大鎂合金材料應(yīng)用的角度來看,現(xiàn)有的高強度鎂合金材料在比強度、比剛度、斷裂韌性以及性能穩(wěn)定一致性等方面還有明顯不足,使鎂合金材料在上述領(lǐng)域的應(yīng)用及提高其終端產(chǎn)品競爭力方面受到嚴(yán)重制約,是當(dāng)前亟需解決的發(fā)展難題。強鎂合金材料及其強韌化變形加工技術(shù)是鎂合金領(lǐng)域發(fā)展的主要方向,預(yù)計到2035年,強鎂合金材料替代同類普通材料量將超過20%。
我國稀土資源儲量居于世界位,在稀土開采、冶煉分離等方面具有優(yōu)勢。但目前16種稀土元素(Pm除外)的應(yīng)用是不平衡的,存在輕稀土閑置、滯銷等問題,導(dǎo)致國內(nèi)以La、Ce等元素為主的稀土形成了大量積壓。目前,隨著汽車輕量化、電子通信等領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)業(yè)需求的不斷擴大,各大終端企業(yè)和材料生產(chǎn)廠家一直致力于輕量化部件的研發(fā),對鎂合金材料的性能要求達(dá)到的高度,甚至產(chǎn)生許多結(jié)構(gòu)功能一體化的需求。這給稀土鎂合金的發(fā)展帶來了新的機遇,尤其是輕稀土鎂合金的開發(fā)應(yīng)用,充分發(fā)揮La、Ce等稀土在鎂合金材料中的優(yōu)勢作用,應(yīng)用前景十分廣闊。
與Mg-Al、Mg-Zn系合金相比,稀土元素合金化后的Mg-RE系合金,鑄造過程中的工藝性能更加穩(wěn)定,且在力學(xué)相關(guān)實驗中表現(xiàn)出更加的力學(xué)行為。La、Ce稀土在鎂合金中應(yīng)用發(fā)展比較成熟的是AE系鎂合金,主要是以混合稀土形式加入,典型代表如AE44、AE41鎂合金,具有的力學(xué)性能,尤其是在延伸率上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過AZ91、AM60等傳統(tǒng)非稀土鎂合金。Mg-RE系合金良好的流動性使其易于壓鑄成型,價格優(yōu)勢明顯,可滿足民用產(chǎn)品的規(guī)?;a(chǎn),如已應(yīng)用于汽車變速箱殼體等零部件。另外,輕稀土在Mg中的固溶度很低,有利于提高鎂合金的導(dǎo)熱性能,未來在與第五代移動通信技術(shù)相關(guān)的電子產(chǎn)品、基站、接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等的結(jié)構(gòu)件上應(yīng)用潛力很大。面向民用市場的輕稀土鎂合金材料的應(yīng)用開發(fā),有助于促進稀土元素的平衡應(yīng)用,解決La、Ce等高豐度稀土元素的積壓問題,擴大稀土在新領(lǐng)域的應(yīng)用,加快稀土產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,彰顯稀土資源在我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的戰(zhàn)略價值和支撐作用。
8年