一、鎂產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問(wèn)題
總的來(lái)看，鎂合金材料技術(shù)及鎂產(chǎn)業(yè)近年來(lái)取得了顯著進(jìn)步，但許多重要問(wèn)題還有待更好地解決：
一是鎂合金存在的通用問(wèn)題需要進(jìn)一步解決和突破。這些問(wèn)題包括鎂合金材料存在的絕對(duì)強(qiáng)度與鋼鐵和部分鋁合金相比較低、密排六方晶體結(jié)構(gòu)使其室溫塑性和成形性較差、化學(xué)性質(zhì)活潑使其耐腐蝕性較差、熔鑄時(shí)冶金質(zhì)量相對(duì)較低等。
二是鎂合金牌號(hào)和狀態(tài)很少。成熟的變形合金和鑄造合金只有二十幾個(gè)牌號(hào)，主要有歐美的Mg-Al-Zn系列、 Mg-Al-Z系列和 Mg-Re系列和俄羅斯的MA系列、BM17及BM65等，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足鎂合金大規(guī)模推廣應(yīng)用的需求，急需發(fā)展成批的高性能鎂合金新材料。
三是缺乏現(xiàn)金的低成本、低能耗原鎂生產(chǎn)技術(shù)；缺乏大尺寸、超薄和復(fù)雜鎂合金零部件生產(chǎn)成套技術(shù)，低成本先進(jìn)加工技術(shù)和高性能低成本表面防護(hù)技術(shù)。
四是鎂合金產(chǎn)業(yè)的集中度不夠，規(guī)?；髽I(yè)少，無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)和資源浪費(fèi)現(xiàn)象非常嚴(yán)重，國(guó)有參與度過(guò)低。
五是缺乏先進(jìn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)平臺(tái)，鎂及合金的產(chǎn)品和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)明顯滯后，鎂合金產(chǎn)品應(yīng)用范圍還不夠?qū)?，鎂產(chǎn)品應(yīng)用量增長(zhǎng)速度較慢。
二、鎂及合金產(chǎn)業(yè)技術(shù)存在的問(wèn)題
目前及鎂合金產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)尚未突破，主要有六個(gè)方面：
1.鎂合金耐熱和高強(qiáng)尚有差距
國(guó)內(nèi)外對(duì)耐熱鑄造鎂合金的開(kāi)發(fā)還處在研發(fā)階段，只有少數(shù)合金得到應(yīng)用。隨著汽車(chē)輕量化對(duì)耐熱鑄造鎂合金的要求越來(lái)越高，應(yīng)以需求為牽引，通過(guò)成分-組織-性能-工藝的系統(tǒng)集成研究，研發(fā)新一代低成本高性能耐熱鑄造鎂合金。
低成本鑄造鎂合金絕對(duì)強(qiáng)度低，目前只能用于非承載結(jié)構(gòu)件。隨著國(guó)防軍工、航空航天和交通運(yùn)輸裝備的發(fā)展，對(duì)輕量化和強(qiáng)度要求越來(lái)越高，亟待開(kāi)發(fā)（超）高強(qiáng)鎂合金。
2.變形鎂合金的高延展性急需開(kāi)發(fā)
目前90%的鎂合金是壓鑄件，多用于殼體類(lèi)等非承力構(gòu)件。研發(fā)具有優(yōu)秀加工塑性和良好成型性能，能夠?qū)崿F(xiàn)高速、大變形量軋制或鍛造、高速擠壓的新型高延展性鎂合金是推動(dòng)變形鎂合金大規(guī)模工業(yè)化進(jìn)程的關(guān)鍵。
3.鎂合金功能特性開(kāi)發(fā)不夠
重點(diǎn)是高強(qiáng)高阻尼鎂合金、生物鎂合金、鎂基儲(chǔ)氫材料、電磁屏蔽鎂合金的研究與開(kāi)發(fā)。
4.鎂合金先進(jìn)熔煉技術(shù)及裝備有待開(kāi)發(fā)
包括新型原鎂冶煉技術(shù)、高品質(zhì)鎂熔體制備與供應(yīng)裝備、高真空壓鑄技術(shù)與裝備。
5.變形鎂合金先進(jìn)加工技術(shù)水品有待進(jìn)一步提高
包括鎂合金板材、鎂合金擠壓管型材、鎂合金鍛件。
6.鎂合金材料先進(jìn)應(yīng)用技術(shù)水平不高
包括鎂合金涂層材料與技術(shù)、鎂合金焊接、鎂合金標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)庫(kù)和設(shè)計(jì)平臺(tái)。
三、“十三五”鎂合金發(fā)展規(guī)劃思路
重點(diǎn)發(fā)展和夯實(shí)高性能鎂合金的技術(shù)基礎(chǔ)、工程化基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，推動(dòng)技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的緊密結(jié)合。除了繼續(xù)加大已經(jīng)取得較好應(yīng)用效果的鑄造鎂合金的發(fā)展，推動(dòng)其持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)和進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用，還要特別加強(qiáng)具有高附加值、未來(lái)應(yīng)用增量很大的變形鎂合金材料和鎂基功能材料的研發(fā)力度和工程化步伐，以及冶金質(zhì)量控制、鑄造、擠壓和軋制等共性技術(shù)攻關(guān)、以取得關(guān)鍵技術(shù)突破，為未來(lái)規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用提供可持續(xù)發(fā)展。
1.鎂合金新材料
高性能鑄造鎂合金。以低成本為控制目標(biāo)，發(fā)展高性能耐熱鎂合金和高性能鑄造鎂合金，其主要絕對(duì)性能達(dá)到現(xiàn)有商用鋁合金的水平。其中，高性能鑄造鎂合金的抗拉強(qiáng)度力爭(zhēng)超過(guò)400MPa。
超高強(qiáng)變形鎂合金。以稀土鎂合金為主要體系，發(fā)展強(qiáng)度超過(guò)550-600MPa、延伸率大于5-10%的超高強(qiáng)變形鎂合金。
低成本高強(qiáng)度鎂合金。以不含稀土的鎂合金為主要體系，強(qiáng)調(diào)低成本元素的使用，發(fā)展強(qiáng)度在400-500MPa之間、延伸率8-20%的高強(qiáng)度鎂合金。
高成形性鎂合金和高塑性鎂合金。高成形性鎂合金擠壓速度要30-40米/分鐘，板材的室溫杯突值≥8-10.0mm；高塑性鎂合金的室溫延伸率要超過(guò)50%。
超輕鎂合金。以含鋰鎂合金為發(fā)展重點(diǎn)，發(fā)展密度小于1.60g/cm3的超輕鎂合金，力爭(zhēng)抗拉強(qiáng)度大于280-300MPa,延伸率超過(guò)20%。
高強(qiáng)高阻尼鎂合金。研究解決高強(qiáng)度和高阻尼性能無(wú)法協(xié)調(diào)的難題，發(fā)展具有高強(qiáng)度的高阻尼鎂合金材料，實(shí)現(xiàn)抗拉強(qiáng)度350MPa級(jí)別時(shí)比阻尼系數(shù)（SDC）超過(guò)40%。
生物醫(yī)用鎂合金。研究新型醫(yī)用鎂合金的合金設(shè)計(jì)和先進(jìn)制備技術(shù)，發(fā)展適合不同用途的新型醫(yī)用鎂合金材料和表面改性技術(shù)。
鎂基能源合金。研制出具有高儲(chǔ)氫密度、低操作溫度、可控放氫、長(zhǎng)循環(huán)壽命的新型鎂基儲(chǔ)氫材料。
電磁屏蔽鎂合金。研究電磁屏蔽性能和合金元素與工藝之間的關(guān)系，發(fā)展中等強(qiáng)度的電磁屏蔽鎂合金。在強(qiáng)度為320-360MPa時(shí)，電磁屏蔽效能達(dá)到85-100dB(頻率范圍<1.5GHz,試樣厚度2mm)
鎂基復(fù)合材料的研發(fā)
—陶瓷增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料 以陶瓷增強(qiáng)體和變形鎂合金的復(fù)合為研究對(duì)象，研究陶瓷增強(qiáng)體和合金成分與工藝之間的關(guān)系，發(fā)展高彈性模量的鎂基復(fù)合材料。
—碳增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料 以碳纖維、碳納米管、石墨烯等為增強(qiáng)體，研究增強(qiáng)體和合金成分與工藝之間的關(guān)系，發(fā)展高強(qiáng)度鎂基復(fù)合材料。
2 。 鎂及鎂合金產(chǎn)品工程化技術(shù)
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低成本高品質(zhì)鎂冶煉技術(shù)以成本降低15-30%為目標(biāo)發(fā)展高質(zhì)量原鎂生產(chǎn)技術(shù)，力爭(zhēng)在低能耗生產(chǎn)技術(shù)、大容量生產(chǎn)技術(shù)、無(wú)硅鐵生產(chǎn)技術(shù)等方面取得重要突破。
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高品質(zhì)鎂熔體冶金質(zhì)量控制技術(shù)與裝備以低成本液相自純化技術(shù)、反重力過(guò)濾技術(shù)等為重點(diǎn)，發(fā)展除雜新技術(shù)與新工藝，使純凈化成本降低50%以上，冶金質(zhì)量大幅度提高。
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大型、復(fù)雜鎂合金鑄件生產(chǎn)技術(shù)及裝備以大型、超薄、復(fù)雜零部件為重點(diǎn)，發(fā)展先進(jìn)鑄造技術(shù)和提升傳統(tǒng)鑄造技術(shù)，包括真空壓鑄技術(shù)和低壓鑄造技術(shù)。
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以提高熱成形性、控制邊裂和板材表面質(zhì)量為重點(diǎn)，研究寬幅板材用的大鑄錠鑄造工藝、板材熱處理工藝和加工工藝，發(fā)展高質(zhì)量寬幅板材的先進(jìn)加工技術(shù)與裝備。
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擠壓開(kāi)坯、薄帶鑄軋等為重點(diǎn)，研究工藝技術(shù)與板材質(zhì)量控制之間的關(guān)系，發(fā)展低成本加工新技術(shù)和新裝備。
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以提高成形性、解決大型材表面質(zhì)量等為重點(diǎn)，研究大型材用的大鑄錠鑄造工藝、型材熱處理工藝和加工工藝，發(fā)展高質(zhì)量大規(guī)格型材的先進(jìn)加工技術(shù)與裝備，型材尺寸力爭(zhēng)大于650-700mm。
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開(kāi)發(fā)新型與鎂合金基體附著性強(qiáng)、耐蝕性好、硬度高的涂層材料體系，發(fā)展工藝簡(jiǎn)單、可靠性強(qiáng)、成本低廉可工程化的涂層制備方法；發(fā)展以攪拌摩擦焊為代表的連接新技術(shù)與新裝備。
3. 鎂合金產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)平臺(tái)
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建立具有國(guó)際水平、能滿(mǎn)足鎂合金工業(yè)化生產(chǎn)的完整標(biāo)準(zhǔn)體系。
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建立具有國(guó)際水平、能滿(mǎn)足鎂合金研發(fā)和應(yīng)用的世界上最大的數(shù)據(jù)平臺(tái)。
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建立把材料研發(fā)、材料與產(chǎn)品加工、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與應(yīng)用等一體化、能縮短鎂合金產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期并且能充分發(fā)揮鎂合金性能潛力的現(xiàn)代化產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)平臺(tái)。
