壓鑄廠家科普鎂及鎂合金的發(fā)展過程

鎂是自然界中分布最廣的十種元素之一。 1755年，布萊克確立了鎂的存在。 1808年，英國化學(xué)家大衛(wèi)使用電解汞和氧化鎂的混合物來生產(chǎn)鎂汞，這被認(rèn)為是鎂金屬的誕生。 經(jīng)過長期的發(fā)展，鎂已廣泛應(yīng)用于汽車，航空航天，科學(xué)儀器，機(jī)械制造等行業(yè)。

1755年，英國布萊克確立鎂的存在。1808年，英國化學(xué)家戴維利用電解汞和氧化鎂的混合物制得了鎂汞劑，這一時(shí)間被認(rèn)為是金屬鎂的誕生。經(jīng)過20年之后即1828年，法國科學(xué)家布塞才用鉀還原熔融氧化鎂制得了純鎂，這是第一次以熱金屬制造出金屬鎂。1833年，araday 首先使用電解法將鎂從氯化鎂中還原出來。1852年，德國科學(xué)家 Robert Bunsen 建立一個(gè)電解單元，為目前電解無水氯化鎂單元的前身。

第一次世界大戰(zhàn)期間，因飛機(jī)對鋁合金的需求大增，連帶產(chǎn)生鎂合金的需求，使得當(dāng)時(shí)全球鎂的年產(chǎn)量達(dá)到3000-5000噸。1927年，高強(qiáng)度鎂合金MgAl9Zn( 即現(xiàn)在還廣泛應(yīng)用的鎂合金 AZ91)誕生，這是鎂合金發(fā)展史上的一個(gè)劃時(shí)代標(biāo)志。1930年間，德國 Alder 工廠在一輛汽車上采用了73.8kg的鎂合金，為第一次應(yīng)用于汽車零組件的創(chuàng)舉。

1935年，蘇聯(lián)的飛機(jī)設(shè)計(jì)師在其飛機(jī)的金屬材料中，也采用了80%的鎂合金。隨后，德國福斯汽車于1936年將金龜車上的傳動(dòng)系統(tǒng)零組件采用鎂制品，成為全球第一個(gè)量產(chǎn)鎂制零組件的公司。

1960年代，人們開始嘗試高性能轎車的鎂合金輪圈，但由于 AZ91 合金的延性太低，因此早期第一批輪圈是用AZ81，并采用砂型或低壓鑄造的方法制造，并加以熱處理。但是，為了滿足對輕質(zhì)輪圈的不斷高漲的需求，Dow、Fiat 和 Cromodora 于1966 年共同開發(fā)AM60合金，結(jié)果證明十分符合輪圈的需求。

到了1980年代，鎂合金材料因?yàn)榘l(fā)現(xiàn) Fe、Ni、Cu 等雜質(zhì)元素以及Fe與 Mn的比例對鎂合金耐蝕性的影響非常之大，為此而開發(fā)了高純度的新一代的壓鑄鎂合金AZ91D 等，使得耐蝕性能比原來的AZ91A、AZ91B、AZ91C提高10倍以上，并在耐鹽霧腐蝕能力方面超過了鋁合金A380。另外，因?yàn)榕c冷室壓鑄機(jī)匹配的鎂合金熔煉技術(shù)的日臻成熟與進(jìn)步，使得1980年代鎂合金得到快速應(yīng)用。尤其北美地區(qū)在“平均燃油標(biāo)準(zhǔn)”的要求下，政府和社會(huì)投入大量的人力和物力研究，積極推動(dòng)汽車業(yè)中鎂合金壓鑄件的應(yīng)用，使得采用鎂合金來減輕汽車重量成為一個(gè)發(fā)展的重點(diǎn)。

1993年，在美國能源部的支持下，由福特、通用和克來斯勒組成的三大汽車集團(tuán)聯(lián)合制定了 PNGV計(jì)劃，積極開發(fā)汽車業(yè)需求的鎂合金零組件。而德國也于1996年推動(dòng)MADICA計(jì)劃，大幅提升鎂在汽車上的應(yīng)用。

1996年，鎂合金也開始應(yīng)用在3C產(chǎn)品上，如日本SONY公司在1996年將鎂合金應(yīng)用于手提式攝錄像機(jī)外殼及VAIO 筆記本電腦外殼，Toshiba 公司則將鎂合金應(yīng)用于筆記本電腦外殼；之后，受到家電回收法的限制下，鎂合金在電子、計(jì)算機(jī)及通信產(chǎn)品外殼的使用量更顯著地增加。

我國鎂工業(yè)起步較晚，1957年，撫順鋁廠建成一條3000噸/年的鎂生產(chǎn)線，采用電解法工藝，從而結(jié)束了中國不能生產(chǎn)金屬鎂的歷史。70年代初，民和鎂廠開始建設(shè)。1989年，該廠產(chǎn)能為4000噸的電解法煉鎂系統(tǒng)正式建成投產(chǎn)。遵義鈦廠也在此期間建成并投產(chǎn)，產(chǎn)能大約為3000噸/年。這種狀況一直持續(xù)到了1987年，之間中國的鎂需求50%以上仍依賴進(jìn)口。這個(gè)階段是中國鎂工業(yè)的起步期，跨度較大，產(chǎn)能大約維持在10000噸，工藝全部采用電解法。

從80年代后期到90年代中期，由于我國在70年代在熱法煉鎂方面取得的一些新的科研成果開始推廣利用，使得很多鎂廠陸陸續(xù)續(xù)開始投資建設(shè)，但規(guī)模普遍偏小，從500噸/年到3000噸/年不等。1995年我國第三次全國工業(yè)普查報(bào)告稱，我國的鎂產(chǎn)量大約在93593噸左右，其中河南省最多，其次是山西省。

隨著合金技術(shù)和鑄造工藝不斷改善，鎂合金將作為鋁合金的替代材料，未來的消費(fèi)需求將以較快的速度增長。特別是加入稀土等元素后，克服了普通鎂合金的諸多不足，推動(dòng)了鎂合金壓鑄產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用，將進(jìn)一步促進(jìn)鎂合金行業(yè)的發(fā)展。

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