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【“沉睡”的鎂合金】(一)克服“可燃”和“難加工”的弱點【2】

2013年12月13日09:13    

接下來是加工方式的進化。其代表是壓延材料。

現在,鎂合金結構材料主要使用鑄件等制造,要想用於創意性強的用途、或者高強度的大型結構材料,就必須使用擠壓、沖壓、壓延等塑性加工技術和相應的材料。壓延材料能夠滿足這種需求,有望推動鎂合金在結構材料領域的普及。

例如,東芝2013年春季推出的筆記本電腦“dynabook KIRA”採用的頂板,就是由住友電氣工業公司制造的鎂合金“AZ91”板材以沖壓加工方式制成的。實現了富有金屬光澤的效果(圖4)。

圖4:採用AZ91板材制作頂板的東芝筆記本電腦“dynabook KIRA”

對住友電工開發的AZ91板材作沖壓加工制成。經化學處理后施以拉絲加工,再覆上透明涂層。

AZ91很難進行塑性加工,此前是使用壓鑄和觸變注射成型方式,住友電工通過在滾軋時控制其金屬結構,成功制造出了壓延材料。制成了沖壓用板材。如果投入量產,就能夠以等於或者低於壓鑄的價格制造結構材料。

權田金屬工業公司也從2013年開始了鎂合金壓延材料成本削減的研究項目。目標是使成本減半,從現在的每公斤4000日元,減少到每公斤2000日元。

該公司在大約10年前開發出了以快速冷卻法制造微細晶粒鑄板的技術。就鑄造速度而言,一般的雙輥鑄造工藝每分鐘能夠鑄造2∼3米,該技術則實現了其10倍以上。現在,主要應用於AZ61薄板的量產。該公司准備以這項技術為原型,改善軋輥和熔融金屬的進給方法,以達到降低低成本的目的。

挑戰能源問題

最后來看用途的進化。不只是結構材料,將鎂合金用作燃料電池和貯氫等能源相關材料的嘗試也取得了進展。其實以前就知道鎂合金理論上在此類用途具有卓越的能力,但實際上卻沒有充分發揮出來,因易腐蝕,所以工業上一直難以利用。

然而在最近,情況已經開始轉變:東京工業大學及東北大學開發的鎂燃料電池就是一個代表。這種電池能夠提高燃料電池這種原電池的性能,並且延長其壽命。

另一方面,貯氫領域也在使用鎂合金作為貯氫合金。Biocoke Lab公司著眼於此,開發出了方便、安全的氫氣儲運技術,已經推出了產品。

韓國和中國也不甘示弱

熱切關注克服了老毛病、積累了雄厚實力的鎂合金的,不只是日本。

例如,2012年11月,韓國浦項制鐵公司(POSCO)建成了一座鎂精煉廠。滾軋廠已經建成了量產2米寬板材的體制。韓國正准備把曾經完全依靠中國進口的鎂錠料改為國產。而且,鎂還被選為韓國政府在8年內投資250億日元的材料研究計劃的對象,舉國上下都對鎂的未來寄予了厚望。

反觀日本,雖說技術領先,但面臨著韓國等世界多國的快速追擊。既然鎂合金擁有強大的潛力,在實用化難度已經降低的今天,倘若不加大開發和應用的力度,日本難保不會失敗。(作者:吉田勝、中山力,日經技術在線!供稿) 

(責編:值班編輯、庄紅韜)

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