隨著科學(xué)與工業(yè)技術(shù)的不斷進步以及資源和環(huán)境友好的客觀發(fā)展需求，以材料輕量化為代表的金屬材料綜合力學(xué)性能和使用性價比的提高，越來越成為國民經(jīng)濟各個行業(yè)發(fā)展的迫切需要。作為變形鎂合金最具代表性的加工材產(chǎn)品——鎂合金板帶材及其制品，目前已成為國內(nèi)外科研機構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)研制、開發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)的熱點之一。中色科技股份有限公司韓晨在此文中重點對鎂合金板帶材的國內(nèi)外生產(chǎn)應(yīng)用現(xiàn)狀、市場應(yīng)用領(lǐng)域和特點、生產(chǎn)工藝技術(shù)、生產(chǎn)企業(yè)及加工設(shè)備等進行了描述和總結(jié)。同時，結(jié)合鎂合金板帶材生產(chǎn)工藝技術(shù)和市場推廣應(yīng)用難點的分析，提出了生產(chǎn)線和加工設(shè)備規(guī)模化以及專業(yè)化、工藝技術(shù)多樣化和借鑒化、生產(chǎn)連續(xù)化和低成本化、新上項目平穩(wěn)和逐期過渡化、生產(chǎn)線工程設(shè)計專業(yè)化、產(chǎn)品多樣和差異化、板帶材深加工協(xié)作化和就地化、擴大產(chǎn)品應(yīng)用以市場需求為推動化等觀點和建議。
　　最近，美國汽車工程師學(xué)會公布了民用飛機座椅的性能標(biāo)準(zhǔn)C版文件，并將B版標(biāo)準(zhǔn)中“不得使用鎂合金”的要求修改為“鎂合金可以在飛機座椅項目中使用，只要經(jīng)過測試和滿足美國聯(lián)邦航空局消防安全部的燃燒性能要求”。
　　以上短短一句標(biāo)準(zhǔn)要求的變化，對于金屬鎂生產(chǎn)和加工企業(yè)尤其是民用飛機座椅行業(yè)來說，卻是一個重要的里程碑，但同時也說明了在推動鎂合金加工材的市場應(yīng)用方面，科研機構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)、行業(yè)協(xié)會等多方所付出的巨大努力和艱苦過程。
　　同樣，作為變形鎂合金最具代表性的加工材產(chǎn)品——鎂合金板帶材及其制品，在10多年前就受到了行業(yè)協(xié)會、科研機構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)、交通運輸和電子產(chǎn)品等行業(yè)的重視和大力推廣應(yīng)用，這有力的促進了其基礎(chǔ)研究和生產(chǎn)工藝的開發(fā)、生產(chǎn)線的建設(shè)、工業(yè)化的批量生產(chǎn)。但截至目前，國內(nèi)以各種工藝技術(shù)所生產(chǎn)的鎂合金板帶材的實際產(chǎn)量還不到2000t/a，這雖然比10多年前幾十噸的年產(chǎn)量提高了數(shù)十倍，成效顯著，但相對于國內(nèi)原鎂年產(chǎn)量已超過800kt來說，所占的比例還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
　　同時，國內(nèi)鎂合金板帶材的年產(chǎn)量相比于鋼鐵板帶材超億噸、鋁及鋁合金板帶材超千萬噸、銅及銅合金板帶材超百萬噸、稀有金屬的鈦及鈦合金板帶材超萬噸的年產(chǎn)量差距也較為明顯，其年產(chǎn)量基本和稀有小金屬鉬及鉬合金板帶材的年產(chǎn)量相同。
　　鎂合金板帶材的實際年產(chǎn)量和市場供應(yīng)量不僅與原材料、生產(chǎn)成本、工藝技術(shù)、市場需求量、產(chǎn)品質(zhì)量和價格等因素有關(guān)，也與科技和社會發(fā)展水平、客戶和市場的認(rèn)知和認(rèn)可程度、板帶材產(chǎn)品的實際深加工技術(shù)和現(xiàn)狀、裝備制造業(yè)發(fā)展水平等客觀因素息息相關(guān)。就目前來說，鎂合金板帶材在工業(yè)化合金品種、生產(chǎn)技術(shù)、市場應(yīng)用、研究開發(fā)、工藝數(shù)據(jù)等方面同鋼鐵、銅鋁等有色金屬還存在較大差距，仍處于規(guī)模開發(fā)與市場應(yīng)用的初級階段。
　　鎂合金板帶材在國外生產(chǎn)應(yīng)用早已開始開發(fā)和研制
　　鎂合金板帶材的生產(chǎn)應(yīng)用起始于上世紀(jì)30年代的美國和德國。目前，國外鎂合金板帶材的生產(chǎn)和應(yīng)用主要集中在德國、俄羅斯、美國、英國、日本、韓國、澳大利亞、烏克蘭、土耳其、挪威等國。
　　國外鎂合金板帶材的生產(chǎn)工藝流程主要有雙輥鑄軋供坯法、鑄錠熱軋開坯法、擠壓法等。其中雙輥鑄軋法最早起始于上世紀(jì)80年代的美國道屋化學(xué)公司，隨后全世界許多國家和機構(gòu)競相利用該工藝進行研發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)。目前，國外鑄軋生產(chǎn)線比較有代表性的有韓國浦項600mm、1800mm生產(chǎn)線；日本本田400mm生產(chǎn)線；德國亥姆霍茲650mm生產(chǎn)線；德國蒂森克虜伯MgF公司700mm生產(chǎn)線；土耳其圖比塔克1500mm連鑄連軋生產(chǎn)線；挪威海德魯700mm生產(chǎn)線；英國伊利科創(chuàng)600mm生產(chǎn)線等。以上生產(chǎn)線鑄軋產(chǎn)品厚度多集中在4~7mm，然后進行卷式法或塊式法的后續(xù)溫冷精軋，一般的合金品種經(jīng)溫冷精軋后的厚度可低至0.5mm。
　　在以上所述雙輥鑄軋生產(chǎn)線中，比較有代表性的是德國蒂森克虜伯和弗賴堡Bergakademie工業(yè)大學(xué)緊密合作并得到薩克森州的Sachsische銀行財政支持的MgF公司700mm生產(chǎn)線（其工業(yè)化試驗生產(chǎn)線目前幅寬已達(dá)2000mm）。該生產(chǎn)線鑄軋鎂合金帶坯厚度為4.5~7mm，最大卷重超過了4t。
　　雙輥鑄軋法工藝生產(chǎn)的鎂合金卷坯一般需要進一步軋制才能保證其組織和綜合力學(xué)性能合格，同時溫冷軋至目標(biāo)厚度形成薄板帶產(chǎn)品（通常厚度在0.5~2mm），目標(biāo)市場主要是汽車、電子產(chǎn)品和其它民用領(lǐng)域。據(jù)悉，寶馬3系座椅靠背、奧迪A8和大眾POLO車門內(nèi)板、梅賽德斯奔馳轎車頂板、法國高鐵的座椅靠背等均已使用了由蒂森克虜伯MgF公司提供的厚度在1.5~2mm之間的鎂合金薄板。
　　2010~2012年，德國蒂森克虜伯、韓國浦項、英國伊利科創(chuàng)這3家國外最具代表性的鎂合金板帶材生產(chǎn)企業(yè)簽訂協(xié)議，聯(lián)合進行汽車工業(yè)用鎂合金板材的生產(chǎn)和銷售。
　　國外以鑄錠熱軋開坯或擠壓法生產(chǎn)的鎂合金產(chǎn)品形式主要是中厚板（厚度一般在4~6mm以上），產(chǎn)品主要應(yīng)用在航空航天和軍事裝備領(lǐng)域（如美國和俄羅斯以熱軋開坯法生產(chǎn)的鎂合金板材均用于軍工生產(chǎn)）。美國五角大樓在2012年提出了制定鎂合金在陸地、空中交通、人體保護及裝甲機動設(shè)備中的遠(yuǎn)景規(guī)劃。
　　目前，國外以擠壓法進行鎂合金薄板生產(chǎn)的國家主要為德國和日本。如德國史多飛公司已在中國建設(shè)了合資公司，以擠壓法、塊式法、連續(xù)化、批量化進行鎂合金板材的低成本生產(chǎn)，其產(chǎn)品主要目標(biāo)市場是以家用轎車為代表的交通工具上，目前產(chǎn)品已工業(yè)化供應(yīng)給歐寶等汽車公司。根據(jù)不完全統(tǒng)計，國外鎂合金板帶材專業(yè)化生產(chǎn)線的產(chǎn)能在3萬~5萬t/a，目前還主要以小規(guī)?；⑿∨炕?、塊式法生產(chǎn)方式為主，生產(chǎn)線也遠(yuǎn)沒有達(dá)到實際產(chǎn)能。
　　在鎂合金板帶材的生產(chǎn)方式、工藝技術(shù)、加工設(shè)備、生產(chǎn)線的建設(shè)等方面，國外有以下幾個最新特點和發(fā)展趨勢：一是板帶材寬幅、超薄、高速、立式和強制均勻化鑄軋技術(shù)與設(shè)備的工業(yè)化開發(fā)；二是板帶材鑄軋和后續(xù)溫冷軋、精整等設(shè)備共線布置進行連續(xù)化工業(yè)批量生產(chǎn)；三是鎂合金平面板或凹型板材直接熱溫沖鍛制成電子產(chǎn)品等外殼件的規(guī)?；a(chǎn)；四是鎂合金板帶材軋制用準(zhǔn)“爐卷軋機”生產(chǎn)線的開發(fā)與工藝設(shè)備的推廣應(yīng)用。
　　國內(nèi)生產(chǎn)應(yīng)用剛剛起步
　　從2013年起，國內(nèi)鋼鐵巨頭寶鋼集團就啟動了鋁、鎂、鈦等有色金屬材料的研發(fā)，并且開始推進包括“從鋼鐵到材料”為內(nèi)容的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。2015年6月，寶鋼集團、北汽集團和山東華盛榮鎂業(yè)公司進行戰(zhàn)略合作，規(guī)劃打造以汽車和軌道交通用鎂合金材料的生產(chǎn)制造和研發(fā)基地。
　　另外，首鋼、鞍鋼、太鋼等大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)也正在調(diào)研或規(guī)劃，準(zhǔn)備進軍以鎂合金為代表的輕質(zhì)有色金屬材料的研制開發(fā)、生產(chǎn)線建設(shè)、工業(yè)化生產(chǎn)。作為變形鎂合金最具代表性、最具技術(shù)含量、最具工業(yè)化生產(chǎn)、最具市場發(fā)展規(guī)模化應(yīng)用的加工材產(chǎn)品——鎂合金板帶材將最先有可能被以上鋼鐵企業(yè)所青睞。鋼鐵企業(yè)的人才、技術(shù)、生產(chǎn)、管理、投資等模式也將有效提高和推進鎂合金板帶材的工業(yè)化生產(chǎn)與應(yīng)用。目前，個別大型鋼企已開始委托專業(yè)設(shè)計院進行鎂合金板帶建設(shè)項目的可行性研究分析或規(guī)劃。
　　目前，以鎂合金加工企業(yè)、原鎂生產(chǎn)基地、航空航天或交通運輸?shù)刃袠I(yè)企業(yè)、大學(xué)和科研單位、央企等投資方合作建設(shè)的鎂合金板帶材生產(chǎn)線已在河南洛陽、河南鶴壁、陜西西安、陜西榆林、山西運城、重慶、江西上饒、山東菏澤、河北唐山、貴州六盤水、吉林白山、內(nèi)蒙古鄂爾多斯、湖南常德等地開始實施或進行規(guī)劃。
　　由于鎂合金板帶材市場需求量的不斷提高，其前景也非?？春?，因而作為新中國第一家建設(shè)的鋁鎂合金加工廠即東北輕合金加工廠（現(xiàn)在的中鋁東輕）在時隔40年后的2015年再次進行鎂合金鑄造方形錠坯的批量試生產(chǎn)（東輕公司是國內(nèi)最早利用鋁板帶軋機進行鎂合金板材生產(chǎn)的企業(yè)）。
　　原洛陽銅加工廠是國內(nèi)最早進行鎂合金板帶專業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)，一直到上世紀(jì)末，中國可生產(chǎn)鎂合金板帶的企業(yè)僅此一家，為中國國防軍工和國民經(jīng)濟的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。到目前為止，中鋁洛銅仍是國內(nèi)唯一具備提供軍事工業(yè)用鎂合金板帶材的企業(yè)。
　　最近，中鋁洛銅正計劃利用其搬遷改造的機會，對原有鎂合金板帶材生產(chǎn)線的工藝設(shè)備進行整體升級改造和完善，在進一步加強其軍工用鎂合金板材研發(fā)和生產(chǎn)的優(yōu)勢外，準(zhǔn)備工業(yè)化進入市場潛力大但又對性價比要求較高的民用鎂合金板帶材的生產(chǎn)領(lǐng)域，最終是將其鎂合金板帶材生產(chǎn)線打造成為中鋁公司鎂合金板帶材研發(fā)和生產(chǎn)基地。
　　目前，已建成的國內(nèi)鎂合金板帶專業(yè)化生產(chǎn)線或生產(chǎn)企業(yè)包括：中鋁洛銅鋁鎂板帶分廠，山西聞喜銀光鎂業(yè)集團公司，河南洛陽華凌/鑫友鎂業(yè)有限公司，山東華盛榮鎂業(yè)科技有限公司，遼寧營口銀河鎂鋁合金有限公司，江蘇南京寶奇鎂業(yè)科技有限公司，重慶奧博鋁材制造有限公司（原鎂合金板材生產(chǎn)線），南京云海特種金屬有限公司，山東銀光鈺源輕金屬精密成型有限公司，河南宇航金屬材料有限公司等。以上鎂合金板帶材各生產(chǎn)線的設(shè)計產(chǎn)能在300~3000t/a之間不等，受市場因素的影響，目前單個生產(chǎn)線的實際最大產(chǎn)量約200t/a。
　　在鎂合金板帶材產(chǎn)品規(guī)格方面，目前熱軋厚板的最大寬度在2500mm左右，最大厚度超過了100mm，在熱軋機上可連續(xù)軋制的最小厚度在3mm左右。后續(xù)溫冷精軋的鎂合金薄規(guī)格板帶材產(chǎn)品，可工業(yè)化批量生產(chǎn)的最小厚度在0.4mm左右（0.2mm厚度主要用于科研教學(xué)的純鎂帶除外），試驗開發(fā)性軋制的最薄厚度在0.035~0.05mm，最大寬度接近1600mm（對應(yīng)厚度在1~3mm）。值得一提的是，遼寧營口銀河鎂鋁合金有限公司利用其寬幅1725mm四輥熱軋機和1650mm六輥溫冷軋機連續(xù)進行軋制實現(xiàn)了寬幅薄板帶材產(chǎn)品的最終成卷，最大卷重可達(dá)1t。
　　鎂合金板帶材市場需求和規(guī)?；瘧?yīng)用形成的發(fā)展趨勢是寬幅化和低成本化。寬幅化是鎂合金板帶材滿足航空航天和汽車等交通運輸工業(yè)輕量化需要的基本條件，低成本化是鎂合金板帶材可以與其它材料競爭的重要條件。
　　目前，材料輕量化越來越成為國民經(jīng)濟各個行業(yè)發(fā)展的迫切需要。生產(chǎn)工藝技術(shù)的進步和突破、產(chǎn)品質(zhì)量和性價比的不斷提高、以航空航天和交通運輸行業(yè)為代表的材料輕量化的實際需求尤其是“中國制造2025”規(guī)劃的實施，作為具有質(zhì)輕、比強度和比剛度高、散熱性能好、屏蔽和抗振性能好的鎂合金板帶材一定會發(fā)揮出其優(yōu)勢，在即將到來的“十三五”期間實現(xiàn)其自身價值、特有應(yīng)用和規(guī)模化材料替代。