镁合金概述
镁是地壳中含量最丰富的元素之一,主要分布在白云石矿、盐湖、海水等资源中。镁在自然界中有固体和液体两种存在形式,固体包含菱镁矿、白云石、蛇纹石等;液体包含海水、天然盐湖水以及地下卤水。目前开采镁资源主要来自菱镁矿(MgCO3,镁比重 28.8%)和白云石矿(MgCO3·CaCO3,镁比重 13.2%),其次为海水苦卤、盐湖卤水以及地下卤水。镁合金应用于产品构件轻量化效果好、节能减排效果显著。
镁合金具有很多优良特性,进一步拓宽镁合金的应用领域。镁合金具有高的阻尼减振性能,其主要阻尼机制是位错阻尼,阻尼性能一般是铝合金的15倍、钢的60倍。另外,镁合金具有高的导热性能和散热性能,其总体散热性能优于铝合金。优良的电磁屏蔽性能使其在常规商用中在30-1500MHz频率范围内的电磁屏蔽效能一般可达50dB以上,明显优于相同厚度的部分铝合金。镁合金还具有良好的能源特性,纯镁的理论储氢量高达7.6%,作为电池负极材料可以使电池具有很高的理论比容量(2.22A•h/g),因此作为储氢材料和电池负极材料展现出巨大的潜力。因此,镁合金应用的产业定位主要有汽车、轨道交通、建筑、3C、休闲和健康、军口、能源等重要行业。
产业链
镁产业链包含上游提炼、中游铸造塑性及下游深加工。上游提炼主要包括镁矿石的分离、 提炼,海水盐湖提炼等,从含有镁元素菱镁矿、白云石等提炼出原镁;中游铸造塑性是将原 镁转化为镁合金,再对镁合金通过铸造和变形的成型工艺以生产镁合金合成型材与铸件;下 游产业通过压铸对镁合金进行深加工,形成能满足下游特殊性能需求的镁合金系列材料。
伴随合金成型工艺不断发展,可生产合金性能更为优越,逐渐满足更多应用场景需 求。同时,由于合金较高性价比,及上游资源的丰富储量,其作为新兴轻质材料在汽车、3C和航空航天领域的应用逐渐普及,目前全球新生产汽车方向盘骨架基本均采用合金为材料,伴 随行业节能减排的要求提升以及材料行业迭代更新,行业发展前景广阔。
政策背景
镁合金产业作为国家战略新兴产业,受到国家高度重视,“十三五”规划中明确指出推进镁合金材料在汽车领域的规模应用。此外,镁行业中的众多高新技术企业、小微企业,可享受低税率等政策优惠。2022年工信部发布《工业领域碳达峰实施方案》,提出聚焦重点工序,加强先进铸造、锻压、焊接与热处理等基础制造工艺与新技术融合发展,实施智能化、绿色化改造。加快推广抗疲劳制造、轻量化制造等节能节材工艺。在众多轻量化材料中,镁合金的轻量化效果最好。镁合金的减重效果优于铝合金,其比强度高于铝合金和钢,其比刚度与铝合金和钢相当,减振性、磁屏蔽性远优于铝合金。
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