2013年12月13日09:13
接下来是加工方式的进化。其代表是压延材料。
现在,镁合金结构材料主要使用铸件等制造,要想用于创意性强的用途、或者高强度的大型结构材料,就必须使用挤压、冲压、压延等塑性加工技术和相应的材料。压延材料能够满足这种需求,有望推动镁合金在结构材料领域的普及。
例如,东芝2013年春季推出的笔记本电脑“dynabook KIRA”采用的顶板,就是由住友电气工业公司制造的镁合金“AZ91”板材以冲压加工方式制成的。实现了富有金属光泽的效果(图4)。
图4:采用AZ91板材制作顶板的东芝笔记本电脑“dynabook KIRA” 对住友电工开发的AZ91板材作冲压加工制成。经化学处理后施以拉丝加工,再覆上透明涂层。 |
AZ91很难进行塑性加工,此前是使用压铸和触变注射成型方式,住友电工通过在滚轧时控制其金属结构,成功制造出了压延材料。制成了冲压用板材。如果投入量产,就能够以等于或者低于压铸的价格制造结构材料。
权田金属工业公司也从2013年开始了镁合金压延材料成本削减的研究项目。目标是使成本减半,从现在的每公斤4000日元,减少到每公斤2000日元。
该公司在大约10年前开发出了以快速冷却法制造微细晶粒铸板的技术。就铸造速度而言,一般的双辊铸造工艺每分钟能够铸造2~3米,该技术则实现了其10倍以上。现在,主要应用于AZ61薄板的量产。该公司准备以这项技术为原型,改善轧辊和熔融金属的进给方法,以达到降低低成本的目的。
挑战能源问题
最后来看用途的进化。不只是结构材料,将镁合金用作燃料电池和贮氢等能源相关材料的尝试也取得了进展。其实以前就知道镁合金理论上在此类用途具有卓越的能力,但实际上却没有充分发挥出来,因易腐蚀,所以工业上一直难以利用。
然而在最近,情况已经开始转变:东京工业大学及东北大学开发的镁燃料电池就是一个代表。这种电池能够提高燃料电池这种原电池的性能,并且延长其寿命。
另一方面,贮氢领域也在使用镁合金作为贮氢合金。Biocoke Lab公司着眼于此,开发出了方便、安全的氢气储运技术,已经推出了产品。
韩国和中国也不甘示弱
热切关注克服了老毛病、积累了雄厚实力的镁合金的,不只是日本。
例如,2012年11月,韩国浦项制铁公司(POSCO)建成了一座镁精炼厂。滚轧厂已经建成了量产2米宽板材的体制。韩国正准备把曾经完全依靠中国进口的镁锭料改为国产。而且,镁还被选为韩国政府在8年内投资250亿日元的材料研究计划的对象,举国上下都对镁的未来寄予了厚望。
反观日本,虽说技术领先,但面临着韩国等世界多国的快速追击。既然镁合金拥有强大的潜力,在实用化难度已经降低的今天,倘若不加大开发和应用的力度,日本难保不会失败。(作者:吉田胜、中山力,日经技术在线!供稿)