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童胜坤 万丰集团中央研究院 院长 童胜坤院长：镁作为地壳中第八丰富的元素，被誉为“21世纪绿色结构材料”，也被很多行业专家称为未来金属界的明星材料之一。 金属镁及铸件在应用推广上最大的优势就是轻，特别是在新能源汽车产业和3C电子产业追求极致轻量化设计概念的推动下，金属镁及铸件具有巨大的减重潜力。镁合金部件主要有如下优势：其密度只有铝合金的2/3；比强度高于铝合金和铸铁，略低于比强度最高的纤维增强塑料，有一定的承载能力；比刚度与其他几种材料基本相同，可以取代铝合金和钢部件；具有良好的铸造性能和尺寸稳定性，易于加工，废品率低，且模具寿命长；具有良好的阻尼系数，减振量大于铝合金和铸铁，降噪减震，从而提高汽车的安全性和舒适性；抗电磁干扰及屏蔽性好，降噪；环保，材料可重复利用，碳排放量低等优势。相关研究表明，汽车整车质量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3-0.6升。通过使用镁合金材料，汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%-8%，降低二氧化碳排放13%。 万丰作为全球镁合金压铸行业的领军企业，旗下的万丰镁瑞丁是全球最早进行镁合金压铸件工业研发和生产的制造企业之一，也是全球领先的轻量化镁合金压铸件设计、生产及组装的全方位供应商，多次获美国铸造协会、国际镁协大奖。万丰镁瑞丁在中国、美国、加拿大、英国等国家设有8个工厂，3个国际商务开发办事处，积极参与欧美国家汽车政策和标准的制定。在产品研发上，创立于1985年的万丰镁瑞丁成功试制了全球首件镁合金传动箱压铸件、镁合金传动箱、镁合金汽车仪表盘支架，极具创造性地突破了镁合金后掀背门压铸件的设计和制造。2020年，万丰镁瑞丁与一汽、东风和长安组成“T3”联盟，形成了“T3+1”协同创新机制，共同推动中国汽车产业镁合金零部件的应用和发展，从而巩固了全球镁合金产业的领导地位。 《压铸周刊》：您认为，当前阻碍镁合金及其铸件规模化应用推广的因素有哪些？ 童胜坤院长：虽然镁合金拥有众多出色的性能优势，但由于其自身固有的一些性能特点，以及当前的技术推广和全球资源分布不均等原因，镁合金在中国汽车中的应用仍然显著低于北美和欧洲国家。 首先，镁合金材料存在着固有的性能特点。材料界的泰斗师昌绪院士曾对镁合金发展存在的三大瓶颈进行了简要总结，即缺乏有效析出相、易腐蚀和难变形。这三大技术问题也是发展新型高性能镁合金面临的主要障碍。 其次，就是镁合金生产铸造技术问题。就目前技术水准而言，镁合金压铸仍属高门槛层级，国外国内的技术积累不平衡，国内镁合金应用中系统性的结构设计和仿真优化、力学性能测试等能力不足，在腐蚀、热膨胀及模具设计等方面的技术积累不足，从而增加生产周期和制造成本。 最后，技术人才缺失和大宗产品价格不稳定的原因对镁合金应用也造成了一定影响。我国镁行业的高技能人才严重短缺，以企业为主申报的镁行业应用的专利较少，镁行业的新技术、新工艺、新产品研发应用创新力度不足。因大宗商品价格的暴涨暴跌，也导致镁合金材料价格不稳定，影响镁行业全产业链的发展。 因此，大力发展镁合金的应用，必须以加快镁合金的基础研究为前提，拓展人才队伍，加强镁合金应用研究，创造有利于镁合金变形的应力应变条件，开发新型高性能镁合金材料，生产制备出具有高强、耐热耐蚀等良好变形性能的优质镁合金铸件，使其得到更加广泛地应用。 《压铸周刊》：有哪些潜在的应用领域，可以促进镁合金的规模化应用？ 童胜坤院长：镁合金的应用研究和开发方面受到了各国政府、企业和科技届的高度重视。我国是镁资源大国，镁合金在有轻量化需求的产业中市场前景十分广阔，包括航空航天领域，军工领域，汽车工业领域，摩托车领域，3C领域。作为功能材料而言，镁合金也是有广阔的应用前途，如：阻尼材料，电磁屏蔽材料，导热材料；在新能源蓬勃发展的今天，镁可以有很大的优势被应用为储氢材料和电池材料。另外，镁合金在汽车上最具潜力的应用是整体结构部件，如方向盘、仪表盘、前端模块、壳体、减震塔、发动机罩、后备行李箱盖，部分高强耐热镁合金甚至可以用于发动机汽缸体和汽车轮毂。 目前，万丰积极承担国家科技部十五“863”计划，即“高强高韧镁合金材料研制及其应用”项目，重点实施高性能镁铝合金新材料研发项目，解决镁合金材料结构与功能共性技术难题，形成庞大的数据库，在大交通、航空航天，低碳排放等领域，开发高强度、高导热、高性能镁合金材料和系列产品。与一汽集团、吉林大学、沈阳工业大学、中国有色金属研究院、德国阿化工业大学等科研院所紧密协作，推进中国乃至全球镁合金产业的高质量发展。 |
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