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,国家镁合金材料工程技术研究中心/重庆大学 教授,青年长江学者何维均围绕“高成形性镁合金设计及产品开发”这一主题进行了分享。

研究背景
轻量化效果显著:镁是最轻的金属结构材料,密度为铝的2/3、钢的1/4;
功能特性好:阻尼减振,电磁屏蔽,导热散热;
资源丰富:我国镁资源非常丰富,占全球储量>70%。
镁合金比强度大幅度提升,为轻量化提供重要保障
现状:铸造镁合金200-350MPa,变形镁合金300-550MPa。
目标:铸造镁合金大于400MPa,变形镁合金大于600-650MPa。
镁合金的发展恰逢其时

镁合金在汽车上的应用:已开发出几十种汽车镁合金零部件
方向盘骨架;显示屏支架; 空调支架;仪表盘支架;中控支架; 座椅座盆骨架;车门骨架;变速箱壳体;转向锁;电池箱等。
• 镁合金方向盘骨架已在80%以上的汽车上得到大规模应用,
• 仪表盘支架、中控支架、显示屏支架、空调支架等大尺寸镁合金零部件已在高端品牌汽车上大规模应用。
• 2024年世界汽车产量约9000万辆(我国超过3100万辆、新能源汽车超过1200万辆),镁合金在汽车的应用潜力巨大。单车用量目标为30-100Kg。
其对镁合金在汽车上的应用、在轨道交通上的应用、在3C产品上的应用、在日用家具的应用等进行了介绍。
镁合金当前主要应用领域
80%以上的镁合金应用于汽车领域;90%以上都是铸件;变形产品远低于铝合金、钛合金、钢。
变形镁合金产品的加工制备和应用亟待突破。
案例1:高成形性低成本镁合金板材的制备
镁合金板材——研究背景
镁合金薄板生产制备面临的核心难题:(1)室温条件下,独立滑移系少,塑性较差,容易轧制开裂;(2)散热快,薄板制备过程中需要反复加热,效率低/成本高;(3)易形成强基面织构,薄板二次成形性能较差。
降低镁合金薄板生产成本,提升性能的主要策略:在线加热、改性技术、层状复合。
按照传统工艺,将AZ31镁板从4.0mm轧至0.35mm需要的轧制道次超过10余道次,并反复退火近10道次以上,导致镁合金板材的生产效率低、成本高。
镁合金板材轧制——在线加热——电致加热
施加大电流、低电压,利用镁合金的自身电阻,实现镁合金板材的在线加热。
经7道次轧制,镁板由4.0mm轧制到约0.8mm,全程仅需要约3分钟即可完成。
镁合金板材轧制——在线加热——电磁感应加热

其对镁合金板材——成形性能调控,镁合金板材——成形性能调控——理论基础,镁合金板材——成形性能调控——非对称挤压,镁合金板材——成形性能调控——非对称轧制,镁合金板材——成形性能调控——连续多道次弯曲,镁合金板材——成形性能调控——梯度组织,镁合金板材——双金属层状复合板——Mg/Al,镁基双金属层状复合板——Mg/Al复合,镁基双金属层状复合板——Mg/Ti复合,镁基双金属层状复合板——GFRP/Mg,镁基双金属层状复合板——AZ31/Mg-Gd,镁基双金属层状复合板——AZ31/Mg-Gd,镁基双金属层状复合板——Mg/VK41/ZK61等内容进行了阐述。
案例2:镁合金汽车轮毂材料和成形工艺
镁合金汽车轮毂
轮毂轻量化在汽车轻量化中至关重要,镁合金汽车轮毂极具发展潜力
•因惯性效应,簧下减重1kg相当于簧上10-15kg质量。
►镁合金轮毂大规模应用面临的主要挑战: 镁合金轮毂用材料牌号少(AZ80); 制备成形工艺不够成熟(锻旋、正反挤压…); 表面处理成本高(微弧氧化)。
►和轮毂制造企业、主机厂等单位协同开展:新型轮毂用镁合金开发, 进一步优化锻旋工艺,开发低成本表面处理技术。
镁合金汽车轮毂——新材料开发
其结合基于计算,开展较大范围的合金元素筛选与优化;镁合金汽车轮毂用新材料的耐蚀性能;同步考虑电偶腐蚀;镁合金汽车轮毂用新材料等内容进行了阐述。
镁合金汽车轮毂——轮毂成形工艺优化
镁合金本构模型构建

其还对不同高径比的坯料、载荷-位移曲线以及旋压过程模拟等进行了介绍。
•成功制备出锻旋镁合金轮毂:材料成本略高于AZ80; 轮辋厚度明显低于传统锻造轮(降低30%以上);强度接近/优于AZ80轮,塑性增加20~40%。
镁合金汽车轮毂——轮毂表面处理
设计开发出新型低成本镁合金轮毂表面处理工艺: 主要涉及钝化、电泳、透明漆等传统工序,成本相较于微弧氧化工艺降低70%-80%, 中性盐雾≥1000小时,通过主机厂循环盐雾、丝状腐蚀等测试。
镁合金汽车轮毂

结语
1. 镁合金具有轻量化效果显著、资源丰富等优势,具有重要发展潜力;
2. 团队在新型变形镁合金、新型铸造镁合金材料设计、工艺开发、应用基础等方面开展持续研究。
最后,其对重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心进行了简介。
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