鎂合金材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析了其發(fā)展面臨的國內(nèi)外主要問題，展望了我國鎂合金材料產(chǎn)業(yè)在稀土鎂輕質(zhì)結(jié)構(gòu)合金材料、高強(qiáng)高導(dǎo)熱鎂合金材料、高強(qiáng)高導(dǎo)電鎂合金材料、強(qiáng)鎂合金材料等11個方面的未來市場需求前景。面向2030年和2035年的階段性發(fā)展規(guī)劃，本文從提高自主創(chuàng)新能力、優(yōu)化資源配置、加強(qiáng)企業(yè)合作力度、構(gòu)建完善的鎂合金材料整體研究體系、完善平臺建設(shè)等方面提出了促進(jìn)我國鎂合金材料產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)戰(zhàn)略。后，從注重研究體系的構(gòu)建、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局、構(gòu)建高質(zhì)產(chǎn)業(yè)、完善配套政策體系、構(gòu)建精尖人才體系等方面提出了對策建議，以期滿足國民經(jīng)濟(jì)、國家重大工程和社會可持續(xù)發(fā)展對鎂合金材料的需求。
年來，我國鎂產(chǎn)業(yè)運(yùn)行總體平穩(wěn)，產(chǎn)量、出口量持續(xù)增長。目前全球原鎂產(chǎn)量主要來自于中國，根據(jù)中國有色金屬工業(yè)學(xué)會統(tǒng)計，2019年，我國原鎂產(chǎn)量為9.69×105t，同比增長12.2%；在價格方面，受供給增加影響，原鎂均價為15949元/t，同比下跌3.3%，鎂冶煉企業(yè)實(shí)際盈利水平同比小幅下降；在資源消費(fèi)及市場方面，我國鎂資源的消費(fèi)量為4.85×105t，同比增長8.6%，增幅同比提升1.6個百分點(diǎn)，但國外對鎂資源需求回升，我國2019年全年累計出口各類鎂產(chǎn)品約4.52×105t，同比增長10.2%，出口量占我國鎂產(chǎn)量的46.6%。
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(qiáng)鎂合金大尺寸復(fù)雜鑄件、高強(qiáng)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(jìn)展，生產(chǎn)的鍛造鎂合金輪轂在汽車主機(jī)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(jī)關(guān)鍵復(fù)雜承力部件，輕量化效果顯著，并已實(shí)現(xiàn)批量穩(wěn)定制造，填補(bǔ)了我國新一代直升機(jī)用高強(qiáng)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(shí)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(qiáng)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(bǔ)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(jìn)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(jìn)一步提高。
相較于普通鎂合金材料，稀土鎂輕質(zhì)結(jié)構(gòu)合金材料在添加稀土后，具有強(qiáng)度高、韌性好、耐熱耐蝕等顯著優(yōu)勢，解決了制約鎂合金材料廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵問題，是推進(jìn)我國航空、航天、汽車、軌道交通等領(lǐng)域輕量化發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。我國鎂、稀土資源豐富，合金成型及加工技術(shù)成熟，市場應(yīng)用空間大，稀土鎂合金輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料產(chǎn)業(yè)體系完整，可實(shí)現(xiàn)自產(chǎn)自銷。
稀土鎂輕質(zhì)結(jié)構(gòu)合金材料未來的市場需求主要集中在：①鎂稀土母合金、稀土鎂合金短流程低成本制備技術(shù)開發(fā)及推廣應(yīng)用；②面向應(yīng)用的新型稀土鎂合金材料開發(fā)；③加工成型技術(shù)及配套裝備研發(fā)；④完善稀土綠色冶煉分離技術(shù)，加快推廣應(yīng)用；⑤面向材料生命周期的系統(tǒng)研究，建立“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同發(fā)展平臺；⑥加快稀土鎂輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用速度，在未來3~5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域向民用領(lǐng)域轉(zhuǎn)化，逐漸擴(kuò)大市場規(guī)模，到2035年將替代普通鎂合金材料的比例達(dá)到30%。
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(shí)驗(yàn)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(jìn)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(kuò)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。
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