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五中全会和“十三五”:制造业的发展-----国家“十三五”镁合金发展规划思路

中国共产党十八届五中全会今天召开,“十三五”规划将是本次会议的一大看点和重要议题。中国经济进入“新常态”了,一系列转型升级和改革都在进行中。

今年五月公布的“制造业2025”应该是十三五里面最要紧的事之一了,“十三五”的2016到2020年(含2020)毕竟也是“制造业2025”开头的5年,打好一个基础还是特别重要的。那么,制造业2025这事对镁合金业发展又有怎样的影响呢?

在近日召开的全国镁业大会上,重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心主任潘复生教授做了专题报告,他分析了当前镁产业和镁合金技术方面的问题,向镁行业人士介绍了国家“十三五”镁合金发展规划思路。

一、镁产业发展中存在的问题

总的来看,镁合金材料技术及镁产业近年来取得了显著进步,但许多重要问题还有待更好地解决:

一是镁合金存在的通用问题需要进一步解决和突破。这些问题包括镁合金材料存在的绝对强度与钢铁和部分铝合金相比较低、密排六方晶体结构使其室温塑性和成形性较差、化学性质活泼使其耐腐蚀性较差、熔铸时冶金质量相对较低等。

二是镁合金牌号和状态很少。成熟的变形合金和铸造合金只有二十几个牌号,主要有欧美的Mg-Al-Zn系列、 Mg-Al-Z系列和 Mg-Re系列和俄罗斯的MA系列、BM17及BM65等,远不能满足镁合金大规模推广应用的需求,急需发展成批的高性能镁合金新材料。

三是缺乏现金的低成本、低能耗原镁生产技术;缺乏大尺寸、超薄和复杂镁合金零部件生产成套技术,低成本先进加工技术和高性能低成本表面防护技术。

四是镁合金产业的集中度不够,规模化企业少,无序竞争和资源浪费现象非常严重,国有参与度过低。

五是缺乏先进的产品设计与开发平台,镁及合金的产品和技术标准明显滞后,镁合金产品应用范围还不够宽,镁产品应用量增长速度较慢。

二、镁及合金产业技术存在的问题

目前及镁合金产业化关键技术尚未突破,主要有六个方面:1.镁合金耐热和高强尚有差距国内外对耐热铸造镁合金的开发还处在研发阶段,只有少数合金得到应用。随着汽车轻量化对耐热铸造镁合金的要求越来越高,应以需求为牵引,通过成分-组织-性能-工艺的系统集成研究,研发新一代低成本高性能耐热铸造镁合金。

低成本铸造镁合金绝对强度低,目前只能用于非承载结构件。随着国防军工、航空航天和交通运输装备的发展,对轻量化和强度要求越来越高,亟待开发(超)高强镁合金。

2.变形镁合金的高延展性急需开发

目前90%的镁合金是压铸件,多用于壳体类等非承力构件。研发具有优秀加工塑性和良好成型性能,能够实现高速、大变形量轧制或锻造、高速挤压的新型高延展性镁合金是推动变形镁合金大规模工业化进程的关键。

3.镁合金功能特性开发不够
重点是高强高阻尼镁合金、生物镁合金、镁基储氢材料、电磁屏蔽镁合金的研究与开发。

4.镁合金先进熔炼技术及装备有待开发

包括新型原镁冶炼技术、高品质镁熔体制备与供应装备、高真空压铸技术与装备。

5.变形镁合金先进加工技术水品有待进一步提高。

包括镁合金板材、镁合金挤压管型材、镁合金锻件。

6.镁合金材料先进应用技术水平不高。

包括镁合金涂层材料与技术、镁合金焊接、镁合金标准、数据库和设计平台。

三、“十三五”镁合金发展规划思路

重点发展和夯实高性能镁合金的技术基础、工程化基础和产业基础,推动技术研发与产业发展的紧密结合。除了继续加大已经取得较好应用效果的铸造镁合金的发展,推动其持续稳定增长和进一步扩大应用,还要特别加强具有高附加值、未来应用增量很大的变形镁合金材料和镁基功能材料的研发力度和工程化步伐,以及冶金质量控制、铸造、挤压和轧制等共性技术攻关、以取得关键技术突破,为未来规模化生产和应用提供可持续发展。

1.镁合金新材料

高性能铸造镁合金。以低成本为控制目标,发展高性能耐热镁合金和高性能铸造镁合金,其主要绝对性能达到现有商用铝合金的水平。其中,高性能铸造镁合金的抗拉强度力争超过400MPa。

超高强变形镁合金。以稀土镁合金为主要体系,发展强度超过550-600MPa、延伸率大于5-10%的超高强变形镁合金。

低成本高强度镁合金。以不含稀土的镁合金为主要体系,强调低成本元素的使用,发展强度在400-500MPa之间、延伸率8-20%的高强度镁合金。

高成形性镁合金和高塑性镁合金。高成形性镁合金挤压速度要30-40米/分钟,板材的室温杯突值≥8-10.0mm;高塑性镁合金的室温延伸率要超过50% 。

超轻镁合金。以含锂镁合金为发展重点,发展密度小于1.60g/cm3的超轻镁合金,力争抗拉强度大于280-300MPa,延伸率超过20% 。

高强高阻尼镁合金。研究解决高强度和高阻尼性能无法协调的难题,发展具有高强度的高阻尼镁合金材料,实现抗拉强度350MPa级别时比阻尼系数(SDC)超过40%。

生物医用镁合金。研究新型医用镁合金的合金设计和先进制备技术,发展适合不同用途的新型医用镁合金材料和表面改性技术。

镁基能源合金。研制出具有高储氢密度、低操作温度、可控放氢、长循环寿命的新型镁基储氢材料。

电磁屏蔽镁合金。研究电磁屏蔽性能和合金元素与工艺之间的关系,发展中等强度的电磁屏蔽镁合金。在强度为320-360MPa时,电磁屏蔽效能达到85-100dB(频率范围<1.5GHz,试样厚度2mm)。

镁基复合材料的研发

——陶瓷增强镁基复合材料 以陶瓷增强体和变形镁合金的复合为研究对象,研究陶瓷增强体和合金成分与工艺之间的关系,发展高弹性模量的镁基复合材料。

——碳增强镁基复合材料 以碳纤维、碳纳米管、石墨烯等为增强体,研究增强体和合金成分与工艺之间的关系,发展高强度镁基复合材料。

2.镁及镁合金产品工程化技术

低成本高品质镁冶炼技术以成本降低15-30%为目标发展高质量原镁生产技术,力争在低能耗生产技术、大容量生产技术、无硅铁生产技术等方面取得重要突破。

高品质镁熔体冶金质量控制技术与装备以低成本液相自纯化技术、反重力过滤技术等为重点,发展除杂新技术与新工艺,使纯净化成本降低50%以上,冶金质量大幅度提高。

大型、复杂镁合金铸件生产技术及装备以大型、超薄、复杂零部件为重点,发展先进铸造技术和提升传统铸造技术,包括真空压铸技术和低压铸造技术。

以提高热成形性、控制边裂和板材表面质量为重点,研究宽幅板材用的大铸锭铸造工艺、板材热处理工艺和加工工艺,发展高质量宽幅板材的先进加工技术与装备。

挤压开坯、薄带铸轧等为重点,研究工艺技术与板材质量控制之间的关系,发展低成本加工新技术和新装备。

以提高成形性、解决大型材表面质量等为重点,研究大型材用的大铸锭铸造工艺、型材热处理工艺和加工工艺,发展高质量大规格型材的先进加工技术与装备,型材尺寸力争大于650-700mm。

开发新型与镁合金基体附着性强、耐蚀性好、硬度高的涂层材料体系,发展工艺简单、可靠性强、成本低廉可工程化的涂层制备方法;发展以搅拌摩擦焊为代表的连接新技术与新装备。

3、镁合金产品标准和开发设计平台

建立具有国际水平、能满足镁合金工业化生产的完整标准体系。

建立具有国际水平、能满足镁合金研发和应用的世界上最大的数据平台。

建立把材料研发、材料与产品加工、产品开发与应用等一体化、能缩短镁合金产品开发周期并且能充分发挥镁合金性能潜力的现代化产品设计开发平台。


摘选:360新闻网

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潘复生教授讲话资料

                    
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