镁合金产业的国际发展现状及趋势

国际上镁及镁合金发展与应用的重点地区主要在美国、加拿大等北美地区，德国等欧洲地区，日本、韩国等亚洲地区，总的来说前述发达国家和地区的镁合金应用已进入相对成熟阶段。北美是世界上镁及镁合金材料用量最多的地区，据估计其年增长速度约为30%，其中以美国和加拿大最为突出。

（1）北美地区

美国镁产业大发展始于20 世纪80 年代。最初的镁及镁合金开发应用集中于汽车工业。著名汽车公司如福特、通用和克莱斯勒等公司在过去的几十年里一直致力于新型镁合金汽车零部件的开发应用，且其成效显著。镁合金应用中显示出的巨大优势逐渐受到美国政府的高度关注和重视，1996 年，美国能源部与通用、福特和克莱斯勒三大集团签署了一项名为“PNGV”（新一代交通工具）的合作计划，这项以轿车节能为主要目标的计划极大促进了镁合金的开发与应用。同时，在汽车行业的带动下，镁合金在通信、计算机等行业的应用也随之不断扩大。

加拿大镁资源丰富，镁产业较为发达。1941 年建立的哈雷镁厂是世界上历史最长、规模最大的皮江法镁厂，1990 年建成的年产4 万吨的贝坎库尔镁厂也是一个较大的原镁生产厂，这些镁厂为加拿大镁合金的发展提供了充分的材料保障。同时，加拿大拥有当时世界上最大的镁生产与加工公司—Meridan 公司，其产品应用到许多发达国家的汽车制造中，该公司对世界镁产业的发展起到了相当大的推动作用。随着镁合金应用领域的不断扩大，1995 年前后加拿大联邦政府及魁北克省投资1140 万加元成立了一个新的镁研究中心，旨在通过优化设计、工艺及材质，获得具有优良性能的镁合金压铸零部件，从而进一步拓宽镁合金的应用。在政府的参与下，加拿大镁合金的开发应用正突飞猛进的发展。

随着镁产业中心逐渐向中国转移，加拿大已将Meridan 公司的镁合金制造业务单元转让给浙江万丰集团。同时，加拿大已在镁合金热成型技术方面开展了大量工作，采用镁合金板材和热成型工艺制备了汽车车门（图7-3）。

（2）德国

欧洲的镁及镁合金用量仅次于北美，年均发展速度达60%，其中以德国镁产业发展最为突出。德国的镁合金历史较悠久，而且长期以来，尤其是20 世纪90 年代以来，德国在镁合金压铸领域处于世界领先地位。德国联邦科技教育部实施了“MADICA”（镁压铸）联合攻关计划，该计划联合了德国60 余家企业、6 所大学及研究所，累计投资上亿欧元进行镁合金在汽车上的应用研究。同时，由德国科学技术协会牵头，启动了由德国克劳斯塔大学和汉诺威大学负责组织实施的、欧洲最大的镁合金与镁合金压铸“SFB 390”项目，项目金额超过5300 万欧元，主要目标是研究镁合金在结构件中的应用。在政府、企业和科研部门的共同努力下，德国镁产业已取得了丰硕的成果，显著地促进了镁合金在德国及欧盟工业领域的应用。可以说，德国是推动镁合金发展特别是镁合金压铸件发展的先驱和主力军。

（3）日本

20 世纪80 年代末期，日本开发出了先进的镁合金低压金属型铸造装置，为镁合金的开发应用提供了保证，并由此开发了一系列的镁合金产品。随后还开发出了650t、1300t 和1800t 三种压铸机，为大型镁合金零部件提供生产手段。除在汽车领域开发和应用镁合金外，日本还在计算机、通信等领域进行了镁合金的开发与应用，成为了镁合金在3C 产品上的应用强国。

日本的镁消费量占世界的4% ～ 5%，低于全球工业生产10% 的比例。因此，日本镁的应用领域还有进一步扩大的空间。许多制造商正试图扩大他们的应用。这些制造商不仅包括日本镁协会的成员，还包括许多成员以外的制造商。许多公司从日本政府获得补贴，并正在力求开发镁的应用。2019 年，日本镁的供应量为33545t/ 年，同比下降14.1%，其中97.5%来自中国，其余来自土耳其、俄罗斯、英国和以色列。日本2007 年的需求峰值为4.7 万吨，但在雷曼破产后的第二年，日本需求在2009 年大幅下降，自此以后于2010 年开始复苏，并显示出近4 万吨的稳定需求量。压铸件正在以4% 的速度增长。尽管目前尚未有大的应用渠道，但汽车行业的应用成为主流。用于汽车的小部件项目也得到了投资，应用也在扩大。

结合耐燃镁合金、加工与连接技术、防腐技术以及大型结构制造技术，日本完成了全镁车身模型设计与制作，将仿照目前的新干线列车制作一个5m 长的车身结构（如图7-4），并在假定实际操作环境的条件下进行疲劳试验，以验证长期使用的可靠性和安全性。在镁一次电池和二次电池领域，日本也有较大投入。

（4）韩国

韩国的镁工业涉及镁技术的所有领域，包括熔炼、精炼、铸造、挤压/ 轧制、机械加工、表面处理、涂层和回收利用。浦项制铁开发了冶炼技术，并建成了一个大规模的生产工厂。然而，内部和外部因素导致浦项制铁镁锭停产，目前镁锭主要从中国进口。镁部件于1998年应用于三星笔记本电脑外壳。另外，还包括多种镁合金的应用产品，如mp3 和CD/DVD播放机。自2000 年以来，汽车工业大大增加了镁部件的应用。开发镁薄板材料的兴趣始于2002 年。浦项制铁在2007 年建立了一座3000t 产能的镁板厂，并开始商业化生产。与此同时，在浦项制铁镁工厂周边，全南先进材料产业化中心开发镁产业集群，并专注于镁部件的加工。

浦项制铁还在江陵建立了一个炼镁厂，并于2012 年投产，然而现在已经停止生产。智能手机市场的需求，明显增加了镁在智能手机外壳部件中的应用。韩国浦项建立了大型的镁合金连续铸轧生产线，瞄准低成本板材的制备加工，主要应用于汽车零部件（如图7-5），包括安全气囊壳体、方向盘芯、座椅架、转向柱支架、前照灯壳体、车轮架、车门板等。此外，已开发了各种各样的镁产品，如滑轮、油盘、发动机罩、变速箱和发动机安装支架，并开始商业应用。

（5）其他国家

挪威、以色列、乌克兰、意大利、瑞士、澳大利亚、瑞典等也在镁及合金的开发应用方面做了大量的工作，并取得了不少的成果。从世界镁产业发展历程可以看出，镁合金以其巨大技术和经济优势，正在广阔的领域中不断得到开发和应用。世界发达国家和地区镁产业的发展大多基于以丰富的镁资源和先进的加工装备为依托，以先进的科技为支撑，以政府、企业、科研部门的大力配合为保障。此外，英国、美国、德国、澳大利亚和加拿大还在镁基生物材料领域开始布局，并取得重要进展。