镁合金产业链调研报告

镁合金产业链延伸调研报告根据《政协武平县委员会关于开展我县主导产业产业链延伸问题专题协商方案》要求，我们开展了镁合金产业链延伸对接情况调研，汇报如下：一、我县镁合金产业链情况武平县白云石资源主要分布在岩前镇。根据2003年3月中国建筑材料工业地质勘查中心福建总队出具的《福建省武平县岩前白云石矿区详查地质报告》和2004年11月1日福建省国土资源厅就福建省武平县岩前白云石矿区详查地质报告下达的《矿产资源储量评审意见书》，关于福建省武平县的岩前白云石可以得出几点结论。第一，该矿为一优质大型矿床，赋存于中石炭统黄龙组段地层巾，属浅海相沉积矿床。该白云石矿床总体长950m，宽620～920m，出露标高为330～518m。第二，该矿详查探明的白云石332储量为508335万吨，333储量为9537。34万吨，334储量为3763。33万吨，合计资源总储量为18384。02万吨。由于其中含有极少量的方解石、微量含铁矿物等，适合金属镁生产的白云石资源大约为l7000万吨。第三，矿体化学成分平均值为：MgO20。25％、CaO3l。72％、Si02O。53％、Fe2030。10％、A12030。33％、Na20O。02％、K200。0l％。该矿在地质详查过程中进行了取样化验，其不同矿样的化学成分，见下表。福建武平县岩前白云石矿的化学成分单位：％样号MgOCaOSi02Fe203Al2O3Na20K20灼减带ZK401-620.8931.530.2lO.06O.29O.02O.0246.76ZK40l-3219.9331.86O.83O.180.59O.020.0446.36ZK401-4219.1833.490.190.010.270.020.0046.53ZK402-1021.1131.28O.220.070.240.02O.0046.93ZK402-3219.8532.79O.37O.070.29O.02O.0246.44ZK402-3918.8833.780.240.080.290.020.0146.36资料来源：中国建材地勘中心福建总队，《福建省武平县岩前白云石矿区详查地质报告》，2003为了充分利用我县白云石矿的独特资源,我县引进于2012年3月引进了福建坤孚股份有限公司，在岩前工业集中区西区投资兴建“福建坤孚镁合金产业园”。产业园总投资25亿元，占地面积1500亩，以军工和汽车轻量化为产品开发方向，主要生产镁合金铸锭、型材、板带材及轮毂、3C产品部件等，并进行镁合金冶炼，致力打造完整镁合金产业链，成为全国重要的镁产业基地。项目分二期建设。一期项目占地800亩，投资15亿元，主要建设年产1万吨镁合金板带材、2万吨镁合金挤压型材、10万吨镁合金铸锭、300万件镁合金轮毂以及冲压3C产品部件生产线。目前已累计投资7.65亿元，完成一期800亩土方平整，1号型材挤压车间及4号镁合金熔炼铸造车间于2014年11月建成试产，2号板带车间正进行设备安装调试，5号熔铸车间正加快建设，检测中心主体工程完成外墙装修，研发中心主体工程已封顶。2015年计划投资4.5亿元，力争年底前实现一期全面投产。二期主要建设镁合金冶炼生产线，占地约700亩，投资10亿元，计划于2016年开工建设。通过军民融合发展深度对接，该企业已向中航工业贵州安吉航空供应稀土镁合金铸锭（铸棒）。另外，中国兵器工业集团北方材料科学与工程研究院将在该公司成立研发及产业化基地，联合开发高性能镁合金板材及制品。二、镁合金的特点镁是迄今为止最轻的工程结构材料，作为地球上资源丰富、环保、分布广泛的金属，其应用潜力很大。人类进入21世纪后，镁及镁合金在金属材料家族中将扮演越来越重要的角色。据专家预测，镁在不远的将来有可能跻身于继钢铁和铝之后的常用金属材料之列。镁合金的优点极其突出，具有质量轻、比强度高、比刚度高、阻尼减振性能好、切削性能好和易于回收等优点，被誉为“21世纪最具发展潜力的绿色工程材料”。镁合金作为性能优良的轻抚结构材料，在与钢铁、铝合金和工程塑料的共同发展中具有一定的竞争优势，被广泛用于航空航天、轨道交通、手持电动工具（以下简称电动工具）和运动器械等领域。镁及镁合金还被应用于照明器制造、冶金、化学和电化学等方面。镁合金的特点及产品的应用领域见（图1-1）。（图1-1镁合金的特点及应用领域）镁合金的主要加工方法有液态成形和塑性成形，世界上95%以上的镁合金被加工成板、带、箔、管、棒、线材、型材、镁粉、铸件、压铸件、冲压件以及深加工件等镁合金产品。镁合金的成形与加工方法分别（图1-2）和（图1-3）。（图1-2镁合金的液态成形方法）（图1-3镁合金的塑性成形与深加工方法）三、镁合金在各领域的应用〔一〕镁合金应用领域（1）镁合金在3C产品上的应用：镁合金主要应用于以下电子产品的零部件：计算机类有电脑外壳、移动硬盘外壳、CD壳体；通讯类有手机外壳；消费类有相机外壳、音箱外壳、MP4外壳等。（2）镁合金在LED产业上的应用：半导体照明灯具通常是由数十上百个集群白光LED组成，在大功率室外照明系统中，散热技术是核心关键技术之一。镁合金具有优良的散热性能，已成为LED室外照明有潜在优势的首选散热材料之一。“新型散热机理和机制”、“超薄、高效率散热器结构设计和制造技术”均涉及LED产品散热系统的关键部件——散热器。国内主要采用铝合金压铸件，但其散热效率有限，县制造成本高。而镁合金比铝合金，同时具有更优良的散热性，因此该产品将是镁合金应用的新兴市场领域。（3）镁合金在汽车上的应用：镁合金旬汽车轻量化和节能减排应用前景最好的材料之一，全球汽车轻量化的趋势，迫使汽车制造商生产更环保更安全和节能的汽车产品。目前，世界各大汽车制造公司正在努力研究和开发镁合金产品，镁合金在汽车上使用或试用的零件已经相当多，包括变速箱、仪表板和方向盘、气室罩盖、油底壳、坐椅架等。各汽车公司主要应用的镁合金零部件如表所示。大型汽车制造公司镁合金零部件应用现状汽车制造公司镁合金零部件名称克莱斯勒转向柱、托架、气门盖、方向盘、油底壳、仪表集成和大灯架等20多个压铸件；单车用镁合金20～40kg福特离合器箱、4轮驱动传动箱、转向柱、气门盖、方向盘、托架、手动变速箱壳体、歧管盖和后座架等30多个压铸件；2000年新概念车用镁合金达103kg通用仪表板、离合器箱、变速箱壳体、离合器助力泵、气门盖、托架、转向柱、滤油器接头、进气歧管和凸轮等45个压铸件奥迪捷达仪表板支架、发动机汽缸罩盖、坐椅架、齿轮箱盖、变速箱壳体、进气歧管、4轮驱动传动箱宝马轮圈、齿轮箱盖、V8引擎及托架奔驰坐椅架、汽缸头盖及轮圈促进捷轮圈、进气歧管、曲轴箱体、齿轮箱、齿轮箱，前盖及油泵箱资料来源：《镁在汽车中的应用现状及发展趋势》，东风汽车有限公司科技情报所，2005。汽车制造业的快速发展以及低碳经济时代的到来为镁合金在汽车产业的应用提供了巨大的市场空间。据分析，2008年北美平均单车用镁量为3kg/辆，欧洲为3.8kg/辆，中国仅为0.5kg/辆。预计到2015年，大众、福特、丰田、本田等国际主要汽车制造商将实现每辆汽车用镁量68kg，以2005年世界汽车产量约6000万辆计算，2015年全球汽车用镁量将达到400～500万t的水平。（4）镁合金在轨道交通上的应用：无论对高速轨道交通，还是城市轨道交通，车辆的轻量化都显得非常重要。目前，有望在在轨道交通上应用的镁合金部件有支撑梁、坐椅架、门框架、行李架等。（5）镁合金在电动工具中的应用：用镁合金制造的电动工具主要包括各种射钉枪、打磨机、电钻、角磨机、割草机、电动剪刀、切割机、冲击钻、压力钻、磨光机等。电动工具是一个消费需求旺盛的产业，销售量以每年20%～30%的幅度增长。若我国生产的电动工具中壳体类材料有10%使用镁合金来做，每年就会消耗掉近1万t镁合金。因此，镁合金在电动工具上的使用还有很大的空间。（6）镁合金在休闲运动器械中的应用：随着镁合金挤压高性能管材制造技术的提高和焊接、表面处理技术的发展，低制造成本、高性能的轻型镁合金行车将成为推动镁合应用的一大亮点。除自行车零配件外，镁制器械的应用还包括医用担架（挤压件）、轮椅车（挤压件）、弓箭把手（压铸件）、垒球球棒（压铸件）、背包架（挤压件）、钓鱼竿、曲棍球杆、高尔夫球头、滑雪板、电动滑板车车架等。未来镁合金在运动休闲用器械的开发与制造，总的趋势是朝着经济化、大众化的方向发展。相信随着技术的进步和成本的降低，镁质运动休闲器械必将得到广泛运用。（7）镁合金在航空航天领域的应用：镁合金以其独特的性能在航空航天领域中具有广阔的应用前景。航空航天材料每减少1kg，给商用飞机、战斗机和航天器带来的经济效益分别是600美元、6000美元和60000美元。常用铸造镁合金在航空航天领域的应用：目前已开发出应用于航空航天及军事领域的高性能镁合金有ZE41、QE22、EZ33等。由于航空工业对材料的安全使用期限和抗腐蚀性能提出了更高的要求，综合性能更高的WE43镁合金逐渐取代了ZE41成为制造包括主变速箱壳体在内的众多直升飞机部件的首选镁合金材料。另外，高温镁合金WE43、WE54被广泛应用于新型航空发动机齿轮箱和直升机的变速系统中。AM50、AM80、AZ91等镁合金被用来制造飞机上的部件，如坐椅、踏板、轮子以及各种电子附件等。变形镁合金在航空航天领域的应用：变形镁合金正在成为航空航天领域应用的重要材料。变形镁合金组织更细、成分更均匀、内部更致密，具有高强度和高伸长率等优点，在满足相同工作条件下比变形铝金更轻。因此，航空器特别是导弹、卫星以及航天飞机大量应用各种变形镁合金，应用的典型零部件有：喷气式歼击机“洛克西德F—80”的机翼（用镁合金板材制造），Talon超音速教练机有11%机身是由镁合金制成的（包括163kg的板材，127kg的铸件和少量挤压件、板材和管材）；B—52轰炸机（用了1643kg的镁合金，其中199件挤压件、19件锻件、542件砂型铸件和173kg的板材）；“德热来奈”飞船的启动火箭“大力神”（使用了600kg左右的变形镁合金我）；“李斯卡维列尔”卫星。稀土镁合金在航空航天领域的应用：稀土镁合金具有强度高、耐热性能好、抗蠕变性能优异等优点，既可满足航空结构材料轻量化的要求，又可满足在473～573K高温条件下长时间工作的航空发动机零部件的需要，因此受到各国研究人员的普遍重视。欧美早期曾开发过EK、EZ、EQ、AE系列稀土镁合金，EK31、EZ33、QE22等合金都曾用于航空发动机。20世纪80年代末推出WE系列稀土镁合金，麦道（McDonnell）公司已经用WE43代替ZM2、ZM3、ZM4、ZM5、ZM6系列稀土镁合金，并已成功投入应用。例如，用ZM2制造飞机发动机的前支撑壳体和壳体盖；用ZM3制造飞机的发动机前舱铸件和离心机匣；用ZM4制造飞机液压恒速装置壳体；用ZM5制造导弹的舱体铸件、战机座舱骨架和机轮；以稀土金属钕为主要添加元素的ZM6已扩大用于直升机后减速机匣、歼击机翼助及发电机转子引线压板等重要零件。镁合金的低密度轻量结构和不断提高的性能为它在航空航天领域的应用提供了广阔的市场。（8）镁合金在生物材料领域的应用：生物材料应具有良好的组织相容性、物理/化学稳定性和易加工成形性。相比于目前常用的生物医用金属材料，如不锈钢、钴合金、钛合金和NiTi形状记忆合金。目前应用于市场的镁基生物医用金属材料产品主要有心血管支架和骨固定材料等。镁合金骨固定材料可替代传统医学中的钢钉等骨固定材料，与人骨的力学性能更加匹配，避免应力遮挡效应，即人体骨骼基本愈合后，降解成无毒无害的小分子，并经人体循环系统排出体外，避免患者一次手术取出钢钉的痛苦。（9）镁合金在储氢材料行业的应用：据不完全统计，人们已研究近300种重要的镁基储氢合金，其中最具代表性的是Mg-Ni基储氢合金。燃料电池汽车是电动汽车的一种，主要由燃料臬、燃料电池发动机、蓄电池和电动机等部件组成。储氢合金的重要应用之一是作为镍氢充电池（Ni/MH）的负极材料。（镁基生物材料和储氢材料产品的市场发展趋