鎂合金蝕刻板“印”出鎂景
軋制鎂合金板材在印刷、模具行業(yè)應(yīng)用思考
2014年11月14日 15:0 10564次瀏覽 來源: 中國有色網(wǎng) 分類: 鎂應(yīng)用 作者: 程森
金屬鎂及鎂合金以其本身特有的資源、性能、環(huán)境和價格優(yōu)勢成為21世紀(jì)我國材料工業(yè)持續(xù)發(fā)展的必然選擇。我國近年在鎂合金技術(shù)開發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域取得了長足的進步。作為世界第一,產(chǎn)鎂、用鎂大國,并在鎂研究與生產(chǎn)領(lǐng)域有新的突破,有些成果成為世界,推動鎂合金走向可持續(xù)發(fā)展的道路。
目前,鎂合金的應(yīng)用產(chǎn)品主要集中在鑄造加工領(lǐng)域,產(chǎn)品沒有經(jīng)過變形加工,不能充分發(fā)揮鎂合金的優(yōu)良性能。鎂合金板材是目前鎂合金深加工領(lǐng)域最具發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)品。其中軋制鎂合金板材經(jīng)過大壓下量軋制變形,改善細化鎂合金的組織,提高板材的力學(xué)性能,充分發(fā)揮了鎂合金的特性,能夠極大地擴展鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域。之前,鎂合金板材主要應(yīng)用在軍工和航空航天領(lǐng)域,近年來,國內(nèi)軍工用鎂合金板帶材需求量每年在5000t以上。民用需求量不多,主要因為前幾年生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定,性能達不到要求,生產(chǎn)成本高,極大地限制了其他領(lǐng)域的使用。經(jīng)過近幾年的研究,鎂合金板材軋制工藝的不斷進步,生產(chǎn)成本逐漸下降,產(chǎn)品種類,規(guī)格不斷增加,越來越被市場接受,在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。
據(jù)不完全統(tǒng)計,很多領(lǐng)域不但開始使用鎂合金板材,而且用量在不斷的增長。電子產(chǎn)品行業(yè)原來大多采用壓鑄工藝生產(chǎn)鎂合金制品,由于薄壁件壓鑄成型技術(shù)不成熟、成品率低、生產(chǎn)成本高等不利因素。目前,被易成型、低成本的鎂合金薄板所代替,由原來的壓鑄成型轉(zhuǎn)向板材沖壓成型。全球每年電子產(chǎn)品對鎂合金板材的需求量大約在5000~6000噸之間,其中鎂合金板材在微型平板電腦中的用量就達到了4000噸。、
汽車工業(yè)之前就大量應(yīng)用鎂合金壓鑄件,現(xiàn)在對鎂合金板材的需求量也在逐年增加。在提倡節(jié)能減排的大趨勢下,減重成為汽車工業(yè)的焦點,汽車上原有的鋼板、鋁板部件被越來越多的鎂合金板材所取代。據(jù)行業(yè)內(nèi)不完全統(tǒng)計,在未來的2~3年內(nèi),汽車工業(yè)對鎂合金板材的需求量將會達到1萬噸。
高鐵和城市軌道交通行業(yè),也開始大量使用鎂合金板材和型材,主要以鎂合金蜂窩板等形式用于列車的車廂內(nèi)壁和地板,座椅骨架、臥鋪骨架、內(nèi)襯板、物品架等,既能減重,又能吸收震動能量,降低噪音,增加列車的舒適性和安全性。按鐵道部2006-2020年中長遠發(fā)展規(guī)劃,預(yù)計輕量化軌道列車每年增加1500臺,將需求16~20萬噸鎂合金型材和板材。
醫(yī)療領(lǐng)域,鎂合金具有優(yōu)良和獨特的物理、化學(xué)特點,其比強度和比剛度在金屬材料中非常好,同時又具有良好的生物相容性,而且可以在生物體內(nèi)自動進行降解,很多優(yōu)于其他金屬材料的性能,在醫(yī)療領(lǐng)域有著巨大的潛力和廣闊的應(yīng)用。有人預(yù)測到2020年將需求1萬噸。
印刷領(lǐng)域?qū)︽V合金板材有著廣泛的應(yīng)用,而且對板材的需求量非常大,并且在急劇的增加。其實,早在40年前鎂合金板材在印刷領(lǐng)域就開始大量應(yīng)用,主要集中在歐美國家。國內(nèi)一直以銅板、鋅板為主,原因是國內(nèi)一直無法生產(chǎn)印刷所需要的專用板材,且進口價格又非常高。但銅板、鋅板在各方面性能上都沒有鎂合金板材好,且對環(huán)境的破壞非常嚴(yán)重,所以,隨著國內(nèi)市場需求開始供應(yīng)鎂合金板材,越來越多的銅板、鋅板被鎂板所替代。若將全部替換成鎂合金蝕刻板,每年將需求7000噸。
模具領(lǐng)域里,鎂合金板材也開始嶄露頭角。用鎂合金板材雕刻后制作成為模具,在制鞋、裝飾品制作等行業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用。
在紡織機械行業(yè)鎂合金板材被用于制造無紡針機針板、綜框板,預(yù)計未來幾年需求量將達到300 t/a以上。
鎂合金蝕刻板的應(yīng)用及優(yōu)勢
印刷領(lǐng)域?qū)︽V合金板材的需求主要表現(xiàn)在燙金印刷上,也就是鎂合金蝕刻板。制版過程為曬版、開版、酸洗、堿洗等幾個步驟。加工后的成品安裝在燙金機上直接使用。之前使用鋅板、銅板,早在40年前,Magnesium Elektro(伊利可創(chuàng)鎂業(yè)集團)公司便開始生產(chǎn)鎂合金蝕刻板。由于鋅板、銅板在制版過程中產(chǎn)生大量廢液,無法回收,對環(huán)境污染特別嚴(yán)重,歐美國家逐漸使用鎂合金蝕刻板替代了鋅板、銅板。
目前,鎂合金蝕刻板的市場需求量是非常大的,并且在急劇的增長。僅歐洲市場對鎂合金蝕刻板的需求量就達到每年2000噸以上,其他大洲的需求總量也超過每年1000噸。現(xiàn)在,國內(nèi)燙金印刷行業(yè)仍然在使用鋅板、銅板,其需求量在每年7000噸以上,這些板材如用鎂合金蝕刻板來代替,其需求量將達到每年1500噸以上。就燙金印刷這一個領(lǐng)域,全世界每年對鎂合金軋制板材的需求量就超過4500噸以上。
鎂合金蝕刻板性能分析
鎂合金蝕刻板與鋅板、銅板主要從以下幾個方面進行對比:
制版時間
所以燙金版的制版工藝基本上是相同的。主要差異在蝕刻用時上,用相同的圖案、同樣要求的蝕刻深度,鎂板需要5分鐘,而鋅板需要25分鐘,銅板超過30分鐘。
硬度
硬度是衡量燙金版的主要技術(shù)參數(shù)。在50℃以下時,鎂板硬度92,鋅板36,銅板96,當(dāng)板材加熱到100℃時,鎂板硬度90,鋅板30,銅板88??梢钥闯鲈谶_到燙金所需溫度時,鎂板硬度變化最小。這樣直接影響到承印數(shù)量,相同條件下,鎂板與銅板承印量都在20萬次以上,而鋅板為5萬次以內(nèi)。
成本及燙金效果
首先是制版成本,在同等面積、同等厚度、同等要求的情況下,使用鎂板比鋅板成本降低30%,比銅板降低70%。在燙金生產(chǎn)過程中,鎂板比鋅板、銅板的生產(chǎn)成本還有降低10%。
其次是燙金效果,鎂合金蝕刻板在制版后,坡度合適、邊緣鋒利、硬度高,且在燙制生產(chǎn)過程中加熱快、冷卻快,燙金后的承印物表面十分光亮,與銅板效果相同,遠遠超過鋅板。
鎂合金蝕刻板的供應(yīng)情況
鎂合金蝕刻板的需求量是巨大的,但供應(yīng)情況卻一直處在被壟斷的狀態(tài)。Magnesium Elektro(伊利可創(chuàng)鎂業(yè)集團)公司早在40年前便開始生產(chǎn)鎂合金蝕刻板,其產(chǎn)品遍布全世界,對市場一直處于壟斷地位。由于進口價格過高,且國內(nèi)對環(huán)保要求不嚴(yán)格,國內(nèi)市場一直使用鋅板、銅板。
鎂合金蝕刻板的生產(chǎn)技術(shù)壁壘主要是板基的生產(chǎn),即鎂合金板材的生產(chǎn)。目前鎂板的生產(chǎn)主要有兩種方法:傳統(tǒng)軋制工藝方法、雙輥鑄軋工藝方法(擠壓方法寬度受限暫不分析)。但由于鎂合金蝕刻板對板基各項性能要求非常高,所以只能選用傳統(tǒng)軋制工藝方法生產(chǎn)的軋制鎂板,即變形鎂合金板材。并且鎂合金蝕刻板的板基對合金化的要求,即鎂合金鑄錠的要求也非常高。國內(nèi)一直沒有突破軋制鎂合金板材的加工技術(shù)壁壘,所以市場沒有得到發(fā)展。直到營口銀河鎂鋁合金有限公司軋制出第一卷鎂合金卷板開始,徹底打破了這40年的壟斷局面。
營口銀河鎂鋁合金有限公司經(jīng)過近10年的技術(shù)攻關(guān),與東北大學(xué)、北方重工共同合作,實現(xiàn)了高質(zhì)量、大規(guī)格板坯的工業(yè)化生產(chǎn),并且建設(shè)了中國第一條專業(yè)鎂合金板材軋制生產(chǎn)線,完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。目前年產(chǎn)鎂合金蝕刻板200噸,成為中國首家,世界第二家能夠生產(chǎn)供應(yīng)鎂合金蝕刻板的企業(yè)。
責(zé)任編輯:陳巖
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