最后的轻金属镁，虽轻但不好用

作者：吉田 胜，中山 力    来源：日经制造

欢迎访问e展厅 展厅 8 有色金属展厅 铝/铝合金, 镁/镁合金, 钛/钛合金, 铜/铜合金, 镍/镍合金, ... 镁的密度约为1.8g/cm3，不到钢（7.8g/cm3）的1/4，仅为铝合金（2.8g/cm3）的2/3左右，强度与密度的比值“比强度”优良。实际上，单纯使悬臂梁有相同的弯曲刚性，镁的重量仅为钢的1/3左右。反过来说，重量相同的镁悬臂梁的弯曲刚性是钢的18倍。而且，镁在海水中储量丰富，无需担心资源枯竭。 镁合金有若干种类，现在最常用的是含有铝（Al）重量比9％、锌（Zn）重量比1％的铸造用合金“AZ91”。名称的“A”和“Z”等字母代表添加的元素，“9”和“1”等数字代表含量。一般来说，镁合金含铝越多越耐腐蚀，但因为质地脆，不适合塑性加工。而铝重量比3％左右的“AZ31”虽然耐腐蚀性略差，但能够塑性加工，近年来在冲压和挤压上的应用越来越多。 易燃、易锈 但这种材料也存在几个难点。一是自燃温度低，易燃，在550～600℃左右便会着火。虽然块状材料不会轻易自燃，但粉末和切屑等细小的金属片一旦接触火种便容易发生自燃*a。因此，在机械加工中需要加以注意，比较难操作。这也是其难以在飞机和铁路车辆等领域应用的一个原因。 *a况且着火后不易扑灭。泼水时，其会与水分子中的氧发生反应，生成氧化氢，使火势加大。因此，灭火要使用特殊的灭火剂。 耐腐蚀性差也成了瓶颈。因为容易与水和酸等发生反应，在空气中氧化速度快，所以需要形成化学覆膜或阳极氧化膜等表面处理。但是，由于普及程度不及铝合金，“表面处理技术的开发进展缓慢”（镁合金研究人员）。 还有观点指出有供应风险。虽说无需担心资源枯竭，但现在全世界镁需求的8成以上是中国生产的。日本进口的镁也绝大多数来自中国。因此，中国的生产调整会给市场的镁锭价格造成巨大影响。 成本也是一个令人担忧的因素。镁锭的价格只是铝锭的1.3倍左右，但是由于加工成本高，尤其是板材和挤压材料的价格甚至高达铝合金的数倍*b。但这也是因为供应量少之故，如果采用的产品增加，带动需求增长，价格很可能会有所回落。 *b在2000年代初，镁锭的价格也曾低于铝锭。 压延应用水涨船高 估计今后这种压延材料的运用将加速。日本镁协会预测，虽因工厂进军海外致使2013年日本的镁需求整体减少近5％，但压延材料的需求将增加3％左右。2011年，该协会为推动在铁路车辆的结构材料上采用镁合金，成立了“镁合金高速车辆结构体实用化技术委员会”，并推动铁路公司、车辆企业、材料企业及表面处理企业等联手开展活动。 日本经济产业省2013年国家项目“革新性新结构材料等技术开发”，也把镁合金作为了研究对象。该项目拟开发提高传输设备用结构材料强度的技术，上述委员会的成员企业也参与了该项目。其中，三协立山旗下的三协材料公司表示，“我们想用成本低廉的原材料，制造出强度相当于新干线使用的铝合金‘6N01’的镁合金”（三协材料公司技术开发统括室产品技术部镁技术课课长清水和纪）。 参与项目的另一家企业——日本金属公司开发的“TMP”是用镁合金冷成型实现的，在滚轧时很好地控制结晶方向从而实现了在室温下的塑性加工。 减少压延成本的开发也在推进之中。日本产业技术综合研究所与宫本工业公司（总部：东京）开发出了温度200℃以下的低温压延技术。该技术不仅能延长模具的寿命，还因温度低可使用水溶性润滑剂，有望降低成本。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (12/3/2013)