鎂合金產(chǎn)業(yè)化工程項目1項目提出的必要性與重要性由于鎂價持續(xù)下滑，生產(chǎn)金屬鎂已無利可圖，山西省廣靈化工總公司依靠生產(chǎn)高電位鎂犧牲陽極和八個品牌的鎂合金的新技術(shù)優(yōu)勢，通過技術(shù)創(chuàng)新，進一步開發(fā)科技含量高、附加值大的鎂合金壓鑄件產(chǎn)品，追求產(chǎn)品的最大值，取得最佳經(jīng)濟效益。高電位鎂犧牲陽極及鎂合金和鎂壓鑄件的生產(chǎn)，為我國金屬鎂深加工開辟了一條新路，為鎂業(yè)走出困境帶來新轉(zhuǎn)機，提高了我國鎂產(chǎn)品在國際市場上的競爭力，為國家創(chuàng)收外匯，也必將推動我國汽車工業(yè)的發(fā)展。2產(chǎn)品介紹鎂合金產(chǎn)業(yè)化工程項目主要生產(chǎn)高電位鎂犧牲陽極、鎂合金、鎂合金壓鑄件。高電位鎂犧牲陽極是當今世界先進的防腐工程材料，主要用于埋地管線、管網(wǎng)、船舶等鋼鐵構(gòu)筑物的防腐保護，此種產(chǎn)品世界上僅有少數(shù)幾家能生產(chǎn)，廣靈化工總公司研制生產(chǎn)的高電位鎂犧牲陽極的化學成份及電化學性能均達到或超過了國際標準，并被認定為國家級重點新產(chǎn)品。鎂合金及鎂壓鑄件產(chǎn)品主要用于汽車上的轉(zhuǎn)向輪、儀表盤、座椅架等汽車上的部件，以減輕汽車的自重、降低油耗、減少污染，因此，倍受汽車制造業(yè)的青睞。根據(jù)市場調(diào)研，本項目確定生產(chǎn)高電位鎂犧牲陽極2000噸，鎂合金3000噸，鎂合金壓鑄件2000噸，鎂渣硅酸鹽水泥10萬噸的生產(chǎn)能力。3產(chǎn)品的市場預(yù)測與分析高電位鎂犧牲陽極這種防腐材料已被越來越多地用于石油、天燃氣輸送管道的防腐保護，由于其生產(chǎn)技術(shù)難度大、科技含量高，世界上僅有幾家能生產(chǎn)，所以，市場上該產(chǎn)品供不應(yīng)求，據(jù)調(diào)查，僅北美年需求量就達二萬噸，國內(nèi)年需求量也在大幅度的增加。據(jù)國際鎂協(xié)會公布的資料，國際鎂合金壓鑄件的需求將從1997年的95萬噸預(yù)測到2000年增長到18.2萬噸在我國每年僅在汽車上用鎂合金壓鑄件的數(shù)量達26萬噸，而且以16的速度遞增。而在我國僅有上海乾通汽車附件公司、南京華宏（集團）有限公司等少數(shù)幾家生產(chǎn)，其產(chǎn)量也不足2400噸。所以此產(chǎn)品缺口較大，市場廣闊。6企業(yè)概況與項目進展情況山西省廣靈化工總公司為中型一類企業(yè)，企業(yè)性質(zhì)屬集體所有制，有員工1800多名，其中技術(shù)人員136名，下轄11個分廠（公司），主要生產(chǎn)銨梯炸藥、乳化炸藥、高電位鎂犧牲陽極、鎂合金、鎂渣水泥、木器、雕塑等十多種產(chǎn)品?？偣究傎Y產(chǎn)9242萬元，其中固定資產(chǎn)凈值4317萬元，企業(yè)資產(chǎn)負債率為56.7，企業(yè)銀行信譽等級為AA級。1998年實現(xiàn)利稅1508萬元，1999年已實現(xiàn)利稅2000萬元。是縣域經(jīng)濟的龍頭企業(yè)，大同市15戶重點優(yōu)勢企業(yè)之一，省級先進企業(yè)、科技型企業(yè)和模范納稅戶。鎂合金市場趨勢及工業(yè)應(yīng)用前景訪富來遠東有限公司總經(jīng)理黃奇德先生以輕質(zhì)和可回收使用為應(yīng)用特點的鎂合金，日益成為現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的理想材料。二十世紀九十年代，其市場需求一直呈穩(wěn)定增長的趨勢。現(xiàn)代科技和相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，不僅消除了人們對使用鎂合金的疑慮，而且使其各項獨特優(yōu)點更臻完美，應(yīng)用范圍迅速擴展，特別是汽車零部件的大量應(yīng)用，電訊產(chǎn)品向輕、薄、短、小方向發(fā)展，以及相關(guān)行業(yè)的密切合作與技術(shù)整合，更使這種新興材料的市場發(fā)展呈現(xiàn)極為樂觀的前景。雜志將一連四期訪問富來遠東有限公司總經(jīng)理黃奇德先生，讓讀者全面了解鎂合金產(chǎn)品市場對本港壓鑄工業(yè)的影響。壓鑄機。黃奇德先生于富來遠東出任總經(jīng)理職位多年，對鎂合金市場的演進，認識尤深。全球需求的增長趨勢鎂在地殼和海水中含量豐富，其儲量在所有元素中排行第八。二十世紀六十年代，鎂金屬首先在汽車工業(yè)市場上逐漸為人們所注目。但它作為可用性的工程材料，則在八十年代之后。這主要是由于高純鑄造鎂合金的發(fā)展和在鑄造車間免除了使用氯化物鹽類試劑，以及成功開發(fā)鎂合金的熱室與冷室壓鑄設(shè)備。到九十年代，在汽車工業(yè)出于經(jīng)濟考慮和政府法律要求致力于改善車輛燃油效率的驅(qū)使下，鎂合金市場需求更呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢。及至九八年，全球鎂市場交易額已達到360,000噸。以鎂合金壓鑄件為例，根據(jù)國際鎂協(xié)會（InternationalMagnesiumAssociation）和HydroMagnesium的估計，九一年，在全球鎂合金壓鑄件中，鎂的應(yīng)用已達到24,000噸。此后每年以15-20的速率穩(wěn)步增長，及至九七年，已達64,000噸。預(yù)計2000年將突破100,000噸大關(guān)。到2008年，可能增加到240,000噸規(guī)模（見圖1），其中80是汽車工業(yè)的應(yīng)用。從市場地域分布情況看，以1997年為例，當年全球鎂市場成交總數(shù)333,700噸中，居第一位的北美洲占59.5，西歐占24.0，亞洲/大洋洲占12.9。而在應(yīng)用領(lǐng)域的分配中，鋁合金用鎂占43.2，其次就是鎂壓鑄件，約占28.7。九九年歐洲的用鎂量，主要反映了該地區(qū)在汽車工業(yè)上的增長，這是由于著名的Ford，Mercedes，Opel和Volkswagen/Audi等牌子汽車全都增加了鎂合金的應(yīng)用量，而這一趨勢至少將會延續(xù)到2010年。制造廠商和材料供貨商的合作，也是鎂市場增長的推動作用。例如，九五年，HydroMagnesium與GeneralMotors簽署了直接供應(yīng)協(xié)議。同年，Volkswagen購置了在以色列的DeadSeaMagnesium的35股份。九六年，F(xiàn)ordMotor公司也承諾對澳洲發(fā)展一個新的鎂生產(chǎn)廠提供財政支持。鎂合金的性能優(yōu)勢多年來，鎂合金的應(yīng)用曾受到三種疑慮的影響，它們是：高成本(物料貴及回收再用費貴)；高腐蝕性；以及高易燃性。事實上，熔化鎂所消耗的能量雖大于熔化鋅，但小于熔化鋁。而當今的無助劑熔鎂技術(shù)和添加硫氟化物（SF6）技術(shù)，已控制熔化鎂時的耗損程度減至最低。同時，鎂合金的良好切削性能和可控制的極小鑄造誤差，以及很高的壓鑄生產(chǎn)率，都使得鎂的應(yīng)用成本大為下降。至于鎂合金制件的腐蝕問題，亦已藉助添加墊片等簡易技術(shù)措施得以避免。而鎂鑄件并不像鎂粉那樣存在易燃問題，對于熔融狀態(tài)的鎂合金件或在高速切削時的高燃燒性也早已有了相應(yīng)防護措施。因此，上述疑慮在當今技術(shù)條件下無需擔心。鎂材料一系列的獨特優(yōu)點：重量輕下表列出了有關(guān)金屬的比重：金屬比重（g/cm3）鉛銅黃銅鋼鋅鈦鋁鎂11.38.98.57.97.14.52.81.8在同等剛性條件下，一磅鎂的堅固程度等同于1.8磅的鋁和2.1磅的鋼。同時，鎂能制出與鋁同樣復(fù)雜的零件而重量則較后者輕三分之一。上述特性對于現(xiàn)代一些手提類產(chǎn)品是至關(guān)重要的。而對于車輛，這一特性將顯著地減少其激活慣性，并節(jié)省燃料消耗。吸震性能高鎂有極好的滯彈吸震性能，可吸收振動和噪音，這對于用作設(shè)備機殼減小噪音傳遞，和提供防沖擊與防凹陷損壞是重要的。尺寸穩(wěn)定性-這是鎂的特點之一。當它從模具中取出時，產(chǎn)品只有很小的殘余鑄造應(yīng)力，因此，它無需退火和去應(yīng)力處理的必要。某些金屬長期暴露在較高溫度環(huán)境下，即是不加載荷也會產(chǎn)生尺寸結(jié)構(gòu)的變化。而使用AM類鎂鑄造合金則不會出現(xiàn)這類現(xiàn)象。而在加載情況下，這種金屬也能呈現(xiàn)很好的抗蠕變特性。例如，壓鑄件在超過120條件下承受100小時，只有0.1至0.5的總伸長。其它一些新發(fā)展的鎂合金還可提供更大的抗蠕變強度。自動化生產(chǎn)能力和高的模具壽命由于熔融的鎂不會與鋼起反應(yīng)，這使得它更易于實現(xiàn)在熱室壓鑄機中進行自動生產(chǎn)操作，同時也延長了鋼制模具的壽命。與鋁的壓鑄相比，鎂鑄造時模具壽命可比前者高出2-3倍，通?？删S持20萬次以上的壓鑄操作。良好的鑄造性能在保持良好的結(jié)構(gòu)條件下，鎂允許鑄件壁厚小至0.6mm。這是塑料制品在相同強度下，無法達到的壁厚。至于鋁合金也要在1.2-1.5mm范圍下，才可以和鎂相比。高的模鑄生產(chǎn)率與鋁相比，鎂有更低的單位體積熱含量，這意味著它在模具內(nèi)能更快凝固。一般說來，其生產(chǎn)率比鋁壓鑄高出40-50，最高時可達到壓鑄鋁的兩倍。良好的切削性能鎂比鋁和鋅有更好的加工及切削特性，這促使鎂成為最易切削加工的金屬材料。下表列出了有關(guān)金屬的切削能量消耗指數(shù)比較：有關(guān)金屬切削能量消耗指數(shù)：鎳合金中碳鋼鑄鐵黃銅鋁鎂10.06.33.52.31.31.0鎂的良好切削性能表現(xiàn)在：允許較高的切削速度；減少切削加工時間；比其它金屬有高出幾倍的刀具壽命（極少停機換刀并節(jié)省了操作時間與刀具成本）；有優(yōu)良的表面光潔度，并一次切削獲得；極少出現(xiàn)積屑瘤；有良好的斷屑特性及溫度傳導性，可免除使用冷卻液或潤滑液?？苫厥赵儆脧U舊鎂合金鑄件可再熔化，并作為AZ91D，AM50或AM60的二次材料進行鑄造。由于壓鑄件的需求不斷增長，可回收再用的能力是非常重要的。這符合環(huán)保的要求，使得鎂合金比許多塑料材料更加吸引。高散熱性鎂合金有高散熱性能，適合現(xiàn)今設(shè)計密集的電子產(chǎn)品。高電磁干擾屏帳鎂合金有良好的阻隔電磁波功能，適合現(xiàn)今發(fā)出電磁干擾的電子產(chǎn)品。其它特性除上述主要特性外，鎂合金還具有長期使用條件下的良好抗疲勞，以及低的裂紋傾向，和無毒、無磁性等一些特點。富來遠東有限公司總經(jīng)理黃奇德先生指出，制造鎂合金產(chǎn)品需要多方面技術(shù)配合。目前，鎂合金主要用于高檔電子產(chǎn)品及汽車零件，精度要求較高，電子產(chǎn)品多要求薄壁件，而汽車零件則要求精密性高。因此除需要高剛性、高射速的壓鑄機外，更需要尺寸精密，流道設(shè)計合理的先進模具配合。而本港壓鑄產(chǎn)品主要是精度要求較低的鑄件，一般均再經(jīng)人手打磨拋光，而且在國內(nèi)管理模式亦較為落后。反觀，臺灣壓鑄有較多為電子零件及汽車零件，這些產(chǎn)品對生產(chǎn)管理、模具、壓鑄技術(shù)要求較高，因此，在發(fā)展鎂合金壓鑄方面，明顯有一定的優(yōu)勢。臺灣的另一個有利條件是工業(yè)發(fā)達，工業(yè)股份公司在市場集資容易。而整個鎂合金壓鑄配套所需投資亦較大，工業(yè)集團可作規(guī)模性投資。近年手提電腦風行全球，鎂合金較高強度特點恰好正是理想的超薄型筆記計算機的外殼材料。由于臺灣已掌握一定基礎(chǔ)的壓鑄技術(shù)，而且本身亦是全球筆記型計算機的生產(chǎn)基地，自然便成為日本以外，制造超薄筆記型計算機外殼的王國。選擇合適的冷室或熱室壓鑄機近年流行的鎂合金外殼產(chǎn)品是本港壓鑄廠商夢寐以求的新興市場。很可惜本港壓鑄廠商對這門技術(shù)認識不深，而且投資不菲，導致他們裹足不前。其實這門技術(shù)不難，只是存在小部份技巧而已。今期產(chǎn)品開發(fā)篇繼上期剖析亞洲鎂合金市場后，富來遠東總經(jīng)理黃奇德先生對選擇合適的鎂合金壓鑄機作出一點建議。鎂合金鑄造方法鎂合金鑄造方法大致可分為：（1）重力澆注(GravityDiecasting)、（2）低壓鑄造(Lowpressurediecasting)、（3）半固態(tài)壓鑄(Thixcasting)、（4）半熔注塑法(Thixomolding)及（5壓鑄(Highpressurediecasting)。半熔注塑法和半固態(tài)壓鑄為較新之生產(chǎn)技術(shù)。半熔注塑原理接近注塑機，首先把鎂錠加工切削成細料狀，原料由進料筒定量進入螺桿，在加熱區(qū)通過螺桿轉(zhuǎn)動擠壓推進，使其變成半熔狀態(tài)并高速高壓射入模腔，由于無需完全熔化，此法較節(jié)省能源，亦較為安全，無需保護氣體或覆蓋鹽，內(nèi)在氣泡較少，表面質(zhì)量亦較高。但同時亦存在很多問題有待解決，例如：原料較貴設(shè)備昂貴生產(chǎn)速度慢技術(shù)尚未穩(wěn)定，其中參數(shù)如定量控制，各溫度區(qū)的準確控制均有難度，因此成品率不高。所以此法目前用家不多半固態(tài)壓鑄半固態(tài)壓鑄使用實時控制之超高壓冷室壓鑄機。首先生產(chǎn)晶粒結(jié)構(gòu)細致均勻之棒料(多由電磁感應(yīng)攪拌生產(chǎn))切成適當長度，通過特別控制之電感加熱器將棒料加熱至半固態(tài)，再用機械人放入冷室機射料腔內(nèi)，進行實時多速高壓擠入模腔，此法主要用于高強度要求厚壁安全件，壓鑄后可進行熱處理