鋁合金壓鑄，鎂合金壓鑄這幾年技術(shù)的發(fā)展

一、我國(guó)鎂合金鑄造的現(xiàn)狀及問(wèn)題

迄今為止，壓鑄（高壓鑄造）占據(jù)著鎂合金結(jié)構(gòu)件制造得主導(dǎo)地位。本世紀(jì)以來(lái)，鎂合金壓鑄結(jié)構(gòu)件呈現(xiàn)出持續(xù)、快速的增長(zhǎng)趨勢(shì)。隨著全球范圍內(nèi)解決環(huán)境問(wèn)題的步伐加快，眾多行業(yè)對(duì)高性能鎂合金壓鑄結(jié)構(gòu)件的需求更為強(qiáng)烈，由于塑性加工可進(jìn)一步改善鎂合金的組織并提高其性能，因此在國(guó)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(chǎn)鎂原料的能源消耗遠(yuǎn)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(huì)產(chǎn)生其他消耗，正規(guī)的鎂合金壓鑄工廠應(yīng)建立起完善的物料流動(dòng)管控體系，以最大限度地減少資源耗費(fèi)。

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(wèn)題：

（1）產(chǎn)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(jī)產(chǎn)品各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門(mén)之間技術(shù)經(jīng)濟(jì)關(guān)聯(lián)松散，鎂合金壓鑄產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)聚集還沒(méi)有形成集群優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)需要不斷調(diào)整和優(yōu)化升級(jí)。完善的產(chǎn)業(yè)鏈才會(huì)使鎂加工的循環(huán)再利用良性發(fā)展，而政府引導(dǎo)、行業(yè)推動(dòng)、技術(shù)開(kāi)發(fā)以及標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)則是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的根本。

鎂合金壓鑄產(chǎn)業(yè)鏈及循環(huán)再利用

（2）合金材料綜合質(zhì)量差，鋁合金壓鑄件和鎂合金壓鑄件檔次低。鎂原材料質(zhì)量差、生產(chǎn)設(shè)備和工藝落后、技術(shù)開(kāi)發(fā)能力低、核心技術(shù)缺失是制約高附加值鎂合金壓鑄件生產(chǎn)的根本因素。

（3）鑄造工藝裝備基礎(chǔ)條件差。工藝裝備不配套，模具設(shè)計(jì)與制造主要移植鋁合金壓鑄，專(zhuān)業(yè)水平有待提高。原輔材料的生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)陋、技術(shù)落后、測(cè)試手段短缺，原輔材料品種不一，質(zhì)量不穩(wěn)定。此外，我國(guó)的許多標(biāo)準(zhǔn)制定后多年不加修訂，給產(chǎn)品的生產(chǎn)、銷(xiāo)售等都帶來(lái)諸多不便。

（4）環(huán)保、能耗問(wèn)題嚴(yán)重。許多鎂合金壓鑄廠由于經(jīng)營(yíng)理念、生產(chǎn)工藝及裝備落后，生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生大量的有害氣體和粉塵，不僅嚴(yán)重污染環(huán)境，還有害人的健康。由于整體專(zhuān)業(yè)化程度、技術(shù)水平和管理水平低，產(chǎn)品能耗大、廢品率高，品質(zhì)較差。

（5）技術(shù)落后，人才缺乏，新工藝新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力不足，產(chǎn)品附加值低、市場(chǎng)單一。高品質(zhì)的產(chǎn)品有賴(lài)于技術(shù)長(zhǎng)期積累及核心能力形成，這也是開(kāi)拓多元化市場(chǎng)的基礎(chǔ)。

（6）目前還沒(méi)有建立起完善的鎂回收和再生體系。再生鎂無(wú)論是每噸消耗能量還是生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的CO2量均比生產(chǎn)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(shí)代的要求。從技術(shù)層次上看，鎂的回收難度大于鋁，鑄造鎂合金行業(yè)應(yīng)從發(fā)展戰(zhàn)略的高度對(duì)此予以十足的重視。

二、未來(lái)鋁合金壓鑄和鎂合金壓鑄的發(fā)展方向

（1）進(jìn)一步提高自主創(chuàng)新能力和產(chǎn)品品質(zhì)。未來(lái)鋁合金壓鑄件將向著薄壁、形狀復(fù)雜、高性能、高品質(zhì)等方向發(fā)展。因此，傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新將成為鋁合金壓鑄的重要任務(wù)。

鋁合金壓鑄技術(shù)的發(fā)展

另外，鑄造技術(shù)的選擇和應(yīng)用要權(quán)衡生產(chǎn)成本、性能以及鑄件品質(zhì)，對(duì)于各個(gè)環(huán)節(jié)要統(tǒng)籌分析。

力學(xué)性能

成本與品質(zhì)

為了滿(mǎn)足高品質(zhì)鑄件的要求，與鑄造工藝匹配的合金改良及熔鑄技術(shù)開(kāi)發(fā)必須要引起人們足夠的重視，而提高鋁液質(zhì)量仍然是鋁合金壓鑄業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。

（2）縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，有效控制鑄件成本，擴(kuò)大應(yīng)用范圍?？s短開(kāi)發(fā)周期可以更好滿(mǎn)足用戶(hù)的需求和削減開(kāi)發(fā)成本，以達(dá)到提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的目的。隨著計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)應(yīng)用的日益廣泛，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間也大幅度減少，當(dāng)前以經(jīng)驗(yàn)為主的開(kāi)發(fā)模式未來(lái)也會(huì)隨之逐漸上升到理性主導(dǎo)。

（3）鋁回收再生的發(fā)展。開(kāi)發(fā)從復(fù)合材料和混有異種材料的廢料中有效分離鋁的技術(shù)；建立起廣域的廢棄鋁料的經(jīng)濟(jì)回收社會(huì)體系；通過(guò)精煉技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，提高再生料在高性能鋁合金鑄件和壓鑄件中的應(yīng)用比例。

三、鋁合金壓鑄和鎂合金壓鑄的研究方向

今后，我國(guó)鋁鎂合金鑄造業(yè)的發(fā)展仍要以基礎(chǔ)研究為重點(diǎn)，為技術(shù)創(chuàng)新提供支撐，縮短與西方發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，占領(lǐng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。

（1）材料及制備技術(shù)的開(kāi)發(fā)。在傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)新的組織微細(xì)化技術(shù)，一方面可以擴(kuò)大含有較高濃度雜質(zhì)元素的舊料的用途，另一方可以為高強(qiáng)度材料提供經(jīng)濟(jì)的制備工藝。鑄造鎂合金的種類(lèi)很少，難以滿(mǎn)足未來(lái)越來(lái)越高的多元化要求，因此新合金材料的開(kāi)發(fā)仍將會(huì)是鑄造鎂合金領(lǐng)域的主要課題。

鎂合金材料的研究開(kāi)發(fā)方向

（2）凈形化成形技術(shù)開(kāi)發(fā)。傳統(tǒng)的加工技術(shù)對(duì)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(kuò)大鑄造零件的成本競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)而獲得國(guó)際優(yōu)勢(shì)。除了半固態(tài)鑄造這類(lèi)全新的加工方法與工藝的開(kāi)發(fā)之外，要以節(jié)能、環(huán)保為目標(biāo)重視傳統(tǒng)加工方法的改進(jìn)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(chē)上的應(yīng)用的增加，成形加工方法也逐漸趨于多樣化。

鎂合金在汽車(chē)上的應(yīng)用與發(fā)展

（3）無(wú)熱處理鑄造鋁鎂合金的開(kāi)發(fā)。熱處理一般用于提高鋁鎂合金鑄件的強(qiáng)度和性能，但熱處理會(huì)增加消耗能量和生產(chǎn)周期，而且存在著尺寸變形和殘留應(yīng)力等問(wèn)題，開(kāi)發(fā)和熱處理產(chǎn)品具有同等力學(xué)性能的鋁鎂合金材料和工藝，對(duì)于減少設(shè)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(mǎn)足性能要求。為了構(gòu)建循環(huán)型社會(huì)，對(duì)鋁鎂合金再生料的利用是一項(xiàng)十分緊迫的人物。長(zhǎng)期來(lái)看，為了維持需求和供給平衡，鋁鎂合金再生料最終要承擔(dān)部分新料的用途。因此，有效去除再生料中雜質(zhì)元素的精煉技術(shù)的開(kāi)發(fā)具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。

（5）大型、復(fù)雜、高精度鑄件生產(chǎn)技術(shù)。解決大型、關(guān)鍵設(shè)備零部件的鑄造技術(shù)，進(jìn)一步拓展鋁、鎂合金鑄件在軌道車(chē)輛、電力、醫(yī)療、國(guó)防及航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用，積累強(qiáng)大的技術(shù)，提升技術(shù)實(shí)力。

（6）改變傳統(tǒng)制造模式。通過(guò)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新改變傳統(tǒng)單純追求規(guī)模的制造模式，滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品多樣化、個(gè)性化的要求，實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)、精益生產(chǎn)、綠色生產(chǎn)及全球制造。

未來(lái)鋁鎂合金產(chǎn)品和制造工藝的競(jìng)爭(zhēng)力主要取決于其對(duì)整個(gè)環(huán)境產(chǎn)生的沖擊程度，貫穿于原料生產(chǎn)、制造、產(chǎn)品應(yīng)用及產(chǎn)品生命周期終結(jié)后的循環(huán)再利用等各個(gè)環(huán)節(jié)。因此，在積極推進(jìn)綠色鑄造戰(zhàn)略實(shí)施的同時(shí)，我國(guó)鋁鎂合金鑄造必須增強(qiáng)自身核心競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力、完善產(chǎn)業(yè)鏈條、提高自主創(chuàng)新能力，以使中國(guó)從中低端產(chǎn)品的“加工工廠”逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槭澜玟X鎂合金鑄造業(yè)的中心。