該文是本刊幾年前特約唐教授撰寫的文章，現在微信上發表，您可參考一下，看鋁鎂合金鑄造行業的技術發展有多大的變化！
　　一、我國鎂合金鑄造的現狀及問題
　　鎂合金在汽車材料方面的應用符合節能、降低污染氣體排放、資源再生利用以及清潔生產等環保要求，因此在全球范圍的應用呈迅猛發展之勢。隨著加工技術的不斷發展以及生產成本逐漸降低，可循環再利用的鎂合金材料也逐漸受到以3C產品為代表的其他行業的青睞。
　　迄今為止，壓鑄（高壓鑄造，下同）占據著鎂合金結構件制造得主導地位。進入21世紀，鎂合金壓鑄結構件呈現出持續、快速的增長趨勢（見圖1）。隨著全球范圍內解決環境問題的步伐加快，眾多行業對高性能鎂合金結構件的需求更為強烈，由于塑性加工可進一步改善鎂合金的組織并提高其性能，因此在國際上日益受到人們的重視。

圖1 鎂合金壓鑄的發展

　　與鋁相似，生產鎂原料的能源消耗遠大于回收利用的能源消耗，因此鎂合金完全可以再循環利用。以鎂合金壓鑄為例，鎂合金錠除了用于鑄件之外還會產生其他消耗（見圖2），正規的鎂合金壓鑄工廠應建立起完善的物料流動管控體系（見圖3），以最大限度地減少資源耗費。

  
　　圖2鎂合金鑄錠消耗 

　　圖3鎂合金壓鑄廠物料流程

　　我國是鎂的資源大國，生產大國和出口大國，但我國的鎂工業目前尚屬于以犧牲資源和環境為代價的原料出口型工業，對鎂材料進行更深層次的利用是擺在我們面前的一個十分緊迫的任務。
　　我國生產的鑄造鎂合金及壓鑄件在3C產品方面有廣泛的應用，除少數企業的之外，無論是鎂合金材料還是壓鑄都沒有達到可大批量生產高性能汽車零部件的水平，我國鎂產業正面臨著十分嚴峻的形勢和挑戰。
　　目前，我國鎂合金鑄造產業仍存在著許多著亟待解決的問題，主要歸納如下：
　　（1）產業鏈需要完善和整合。原輔材料、合金材料、成形加工以及最終整機產品各個產業部門之間技術經濟關聯松散，鎂產業的產業聚集還沒有形成集群優勢，產業結構需要不斷調整和優化升級。以鎂合金壓鑄為例（見圖4），完善的產業鏈才會使鎂加工的循環再利用良性發展，而政府引導、行業推動、技術開發以及標準化建設則是實現產業鏈協同的根本。

　　圖4鎂合金壓鑄產業鏈及循環再利用

　　（2）合金材料綜合質量差，鑄件檔次低。我國國防系統的大型鎂合金件一般采用砂型鑄造，而3C產品和汽車零部件主要采用壓鑄，還有少數臺資企業采用thixomolding工藝。汽車壓鑄件以代工為主，產品主要包括方向盤、儀表盤等。整體而言，鎂原材料質量差、生產設備和工藝落后、技術開發能力低、核心技術缺失是制約高附加值鎂合金鑄件生產的根本因素。
　　（3）鑄造工藝裝備基礎條件差。工藝裝備不配套，模具設計與制造主要移植鋁合金鑄造，專業水平有待提高。原輔材料的生產設備簡陋、技術落后、測試手段短缺，原輔材料品種不一，質量不穩定。此外，我國的許多標準制定后多年不加修訂，給產品的生產、銷售等都帶來諸多不便。
　　（4）環保、能耗問題嚴重。許多鎂合金廠及壓鑄廠由于經營理念、生產工藝及裝備落后，生產過程產生大量的有害氣體和粉塵，不僅嚴重污染環境，還有害人的健康。由于整體專業化程度、技術水平和管理水平低，產品能耗大、廢品率高，品質較差。
　　（5）技術落后，人才缺乏，新工藝新產品開發能力不足，產品附加值低、市場單一。高品質的產品有賴于技術長期積累及核心能力形成，這也是開拓多元化市場的基礎。
　　（5）目前還沒有建立起完善的鎂回收和再生體系。再生鎂無論是每噸消耗能量還是生產時產生的CO2量均比生產新鎂材料大幅度減少。所以從節能，省資源和環保諸方面看，鎂的回收再生是時代的要求。從技術層次上看，鎂的回收難度大于鋁，鑄造鎂合金行業應從發展戰略的高度對此予以十足的重視。
　　二、我國鋁合金鑄造的現狀及發展
　　發達國家目前70%~90%的鋁鑄件用于汽車業，鋁合金鑄件對促進汽車輕量化具有重要的作用。自改革開放以來，隨著汽車業的蓬勃發展，我國鋁合金鑄造業也取得了令人矚目的成績，正在邁向成熟發展。
　　但是，鋁合金的加工難度比鋼材高，成形性還有待繼續改善。除此以外，成本控制也是未來進一步擴大鑄造鋁合金應用的重要研究課題。
　　（1）進一步提高自主創新能力和產品品質。未來鋁合金鑄件將向著薄壁、形狀復雜、高性能、高品質等方向發展。因此，傳統生產技術的改進和創新將成為鋁合金鑄造的重要任務（見圖5）。另外，鑄造技術的選擇和應用要權衡生產成本、性能以及鑄件品質，對于各個環節要統籌分析（見圖6）。

圖5 鋁合金鑄造技術的發展

　　圖6鑄造工藝對比

　　為了滿足高品質鑄件的要求，與鑄造工藝匹配的合金改良及熔鑄技術開發必須要引起人們足夠的重視，而提高鋁液質量仍然是鋁合金鑄造業關注的焦點問題。
　　（2）縮短產品開發周期，有效控制鑄件成本，擴大應用范圍。縮短開發周期可以更好滿足用戶的需求和削減開發成本，以達到提高產品競爭力的目的。隨著計算機模擬技術應用的日益廣泛，產品開發時間也大幅度減少，當前以經驗為主的開發模式未來也會隨之逐漸上升到理性主導。
　　（3）鋁回收再生的發展。近年來，隨著汽車鋁合金鑄造業的發展以及市場競爭的加劇，我國已相繼建立起現代化的二次鋁錠的生產基地，并引進了一批先進的設備。今后的研究課題是：開發從復合材料和混有異種材料的廢料中有效分離鋁的技術；建立起廣域的廢棄鋁料的經濟回收社會體系；通過精煉技術的開發和應用，提高再生料在高性能鋁合金鑄件和壓鑄件中的應用比例。
　　三、注重基礎研究占領國際競爭的制高點
　　今后，我國鋁鎂合金鑄造業的發展仍要以基礎研究為重點，為技術創新提供支撐，縮短與西方發達國家的差距，占領國際競爭的制高點。
　　（1）材料及制備技術的開發。原料問題是波及整個鑄造界的問題，對應的基礎研究成果和技術能反映出行業的研究開發水平。鑄造鋁合金應側重于傳統鋁合金的改性以及熔體處理新技術的開發。例如，在傳統技術基礎上，開發新的組織微細化技術，一方面可以擴大含有較高濃度雜質元素的舊料的用途，另一方可以為高強度材料提供經濟的制備工藝。鑄造鎂合金的種類很少，難以滿足未來越來越高的多元化要求，因此新合金材料的開發仍將會是鑄造鎂合金領域的主要課題（見圖7）。

　圖7 鎂合金材料的研究開發方向

　　（2）凈形化成形技術開發。傳統的加工技術對于鋁鎂合金件的精密化、輕量化和高集成化有很大的局限性，凈形化成形可以擴大鑄造零件的成本競爭力，進而獲得國際優勢。除了半固態鑄造這類全新的加工方法與工藝的開發之外，要以節能、環保為目標重視傳統加工方法的改進與工序綜合（見圖8）。鎂合金的成形方法目前主要以壓鑄為主，隨著鎂合金在汽車上的應用的增加，成形加工方法也逐漸趨于多樣化（見圖9）。

  
　　圖8 壓鑄技術的開發課題

　　圖9 鎂合金在汽車上的應用與發展

　　（3）無熱處理鑄造鋁鎂合金的開發。熱處理一般用于提高鋁鎂合金鑄件的強度和性能，但熱處理會增加消耗能量和生產周期，而且存在著尺寸變形和殘留應力等問題，開發和熱處理產品具有同等力學性能的鋁鎂合金材料和工藝，對于減少設備投資、降低制造成本、降低能耗和排放具有十分重要的意義。
　　（4）再生料的利用。在鋁鎂合金鑄件要求高性能的條件下，一般采用新合金而不使用舊料以確保滿足性能要求。為了構建循環型社會，對鋁鎂合金再生料的利用是一項十分緊迫的人物。長期來看，為了維持需求和供給平衡，鋁鎂合金再生料最終要承擔部分新料的用途。因此，有效去除再生料中雜質元素的精煉技術的開發具有長遠的意義。
　　（5）大型、復雜、高精度鑄件生產技術。解決大型、關鍵設備零部件的鑄造技術，進一步拓展鋁、鎂合金鑄件在軌道車輛、電力、醫療、國防及航空航天等領域的應用，積累強大的技術，提升技術實力。
　　（6）改變傳統制造模式。通過科學技術進步和技術創新改變傳統單純追求規模的制造模式，滿足用戶對產品多樣化、個性化的要求，實現柔性生產、精益生產、綠色生產及全球制造。
　　結束語
　　未來鋁鎂合金產品和制造工藝的競爭力主要取決于其對整個環境產生的沖擊程度，貫穿于原料生產、制造、產品應用及產品生命周期終結后的循環再利用等各個環節。因此，在積極推進綠色鑄造戰略實施的同時，我國鋁鎂合金鑄造必須增強自身核心競爭實力、完善產業鏈條、提高自主創新能力，以使中國從中低端產品的“加工工廠”逐漸轉變為世界鋁鎂合金鑄造業的中心。