8月21日,在由尚镁网、上海有色网信息科技股份有限公司(SMM)联合主办,池州市镁基新材料产业创新研究院有限公司、青阳县商务局、宝玛克(合肥)科技有限公司协办,广东省有色金属学会铝加工专业委员会、安徽省铝业协会、河南明镁镁业科技有限公司、山西瑞格金属新材料有限公司、山东奥琅智能科技有限公司、天津东义镁制品股份有限公司等作为支持单位支持的2026变形镁合金技术与市场研讨会暨产需对接会上,龙岩学院;东北大学教授乐启炽分享了“变形镁合金坯料制备产业化中的关键问题与解决方案”这一主题。

变形镁合金铸坯制备研究回顾
艰难起步(始于镁合金液相线铸造浆料制备)
其介绍了AZ91D+(1~3)Ca)半固态浆料立式半连续铸造、热顶电磁外置立式半连续铸造Ф300mmAZ91D+(1~3)Ca(2002年)等内容。
镁合金半连铸工艺发展历程

产业化中的关键问题
首先其对镁合金产品工艺过程进行了阐述。
4.2 变形镁合金铸造坯料的重要性
熔铸是镁材制备加工的关键工序,更是变形镁合金高性能的前提。
高质量锭坏制备是一切变形材(挤压、轧制、锻压等)制备前提与基础!
4.3 变形镁合金铸造坯料制备存在的主要问题
•经济层面:熔铸面临高能耗、能源利用率低、低用工效率、低生产效率与低成材率以及所导致的高加工成本、低市场竞争力问题,是制约镁材料应用领域拓展和企业经济效益提升的重要问题!
•战略层面:参照钢/铝等大宗金属材料,变形镁合金应用是扩大镁产量的最重要的抓手,是中国金属镁产量突破300万吨的卡脖子环节!
•品控层面:冶金质量上成分偏析/晶粒粗大不均/柱状晶发达;表面平整度差;探伤合格率低;大量新型镁合金熔铸工艺缺乏等。
•安环层面:劳动强度大,安全隐患多,环保压力大。
镁/铝熔铸比较与成本和能效分析
5.1 镁/铝合金熔铸工艺比较

5.2 镁合金熔铸工艺成本与能效分析
►总结
与铝合金相比,造成变形镁合金坯料制备加工低效、高能耗的主因包括:
炉子:炉型导致单位成品平均能效利用率低,容量小加剧这一趋势;
能源类型:不同能源的单位成本以及能效差别;
工艺过程:导致的无效能耗高,特别是降温—静置除Fe—升温这一过程;
静置底料:精炼静置留底料操作降低了生产效率,并增加了能耗;
设备简陋与人工素质差:铸造工装机械化程度低,人工及时间成本高。
若能消除目前的镁合金熔炼工艺中的无效能耗(~70%);
减少或回收设备结构和工艺导致的散热能耗(~20%);
每吨镁合金铸造成品熔炼总能耗由1500kWh/TMg降低至1100kWh/TMg,即节能400kWh/TMg。
解决问题的途径与思考
6.1 熔配工艺与装备
优化热源与供热方法:结合工艺的燃气/电阻加热有机配合,降低能耗,成本更低且更高效。
连续熔配工艺:比如流床化。
低耗、高效与智能化:促进镁合金坯料熔铸工艺与设备转型升级、提质增效的唯一出路。
6.2熔配条件与步骤优化
•AZ系:Al、Zn、Mn
Al、Zn元素合金化稳定,可以纯金属形式加入,收得率100%,Mn可以MnCl2或Mn剂形式加入,收得率与加入工艺有关。
•ZK系:Zn、Zr
Zr比重大、易偏析,通常以Mg-(25~30)Zr中间合金形式,涮入。
•Mg-Ca系:Al、Zn、Ca
Ca元素加入可已Mg-Ca中间合金或纯Ca形式加入,但收得率与加入量有关。
•Mg-RE系:Al、Gd、Y、La、Ce、Nd、Sm等
RE熔点高,加入通常也以Mg-RE中间合金形式加入;
•高稀土合金化:含Al时,加入顺序很重要,也需较高温度。
•Mg-Li合金:Li加入温度很重要。
6.3 精炼
改进除铁工艺:①寻找高效的降温除铁方法;②降温除铁及静置过程中能量回收;③寻找经济有效的和合金化除铁方法;④开发有效的熔剂,实现降铁。
机械搅拌/气体精炼:加强设备与工艺的针对性与精准性设计与规划,提高精炼净化水平与效率;加强精炼方法的组合与机械化和自动化程度,减少人工,提高安全性与熔体质量稳定性。
其还对碳变质处理、加压/导液/控流、铸造工序-电磁铸造等进行了介绍。
此外,其还分享了龙岩学院/龙岩市介绍、新研究团队介绍等内容。
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