國際上鎂及鎂合金發展與應用的重點地區主要在美國、加拿大等北美地區,德國等歐洲地區,日本、韓國等亞洲地區,總的來說前述發達國家和地區的鎂合金應用已進入相對成熟階段。北美是世界上鎂及鎂合金材料用量最多的地區,據估計其年增長速度約為30%,其中以美國和加拿大最為突出。
(1)北美地區
美國鎂產業大發展始于20 世紀80 年代。最初的鎂及鎂合金開發應用集中于汽車工業。著名汽車公司如福特、通用和克萊斯勒等公司在過去的幾十年里一直致力于新型鎂合金汽車零部件的開發應用,且其成效顯著。鎂合金應用中顯示出的巨大優勢逐漸受到美國政府的高度關注和重視,1996 年,美國能源部與通用、福特和克萊斯勒三大集團簽署了一項名為“PNGV”(新一代交通工具)的合作計劃,這項以轎車節能為主要目標的計劃極大促進了鎂合金的開發與應用。同時,在汽車行業的帶動下,鎂合金在通信、計算機等行業的應用也隨之不斷擴大。
加拿大鎂資源豐富,鎂產業較為發達。1941 年建立的哈雷鎂廠是世界上歷史最長、規模最大的皮江法鎂廠,1990 年建成的年產4 萬噸的貝坎庫爾鎂廠也是一個較大的原鎂生產廠,這些鎂廠為加拿大鎂合金的發展提供了充分的材料保障。同時,加拿大擁有當時世界上最大的鎂生產與加工公司—Meridan 公司,其產品應用到許多發達國家的汽車制造中,該公司對世界鎂產業的發展起到了相當大的推動作用。隨著鎂合金應用領域的不斷擴大,1995 年前后加拿大聯邦政府及魁北克省投資1140 萬加元成立了一個新的鎂研究中心,旨在通過優化設計、工藝及材質,獲得具有優良性能的鎂合金壓鑄零部件,從而進一步拓寬鎂合金的應用。在政府的參與下,加拿大鎂合金的開發應用正突飛猛進的發展。
隨著鎂產業中心逐漸向中國轉移,加拿大已將Meridan 公司的鎂合金制造業務單元轉讓給浙江萬豐集團。同時,加拿大已在鎂合金熱成型技術方面開展了大量工作,采用鎂合金板材和熱成型工藝制備了汽車車門(圖7-3)。
(2)德國
歐洲的鎂及鎂合金用量僅次于北美,年均發展速度達60%,其中以德國鎂產業發展最為突出。德國的鎂合金歷史較悠久,而且長期以來,尤其是20 世紀90 年代以來,德國在鎂合金壓鑄領域處于世界領先地位。德國聯邦科技教育部實施了“MADICA”(鎂壓鑄)聯合攻關計劃,該計劃聯合了德國60 余家企業、6 所大學及研究所,累計投資上億歐元進行鎂合金在汽車上的應用研究。同時,由德國科學技術協會牽頭,啟動了由德國克勞斯塔大學和漢諾威大學負責組織實施的、歐洲最大的鎂合金與鎂合金壓鑄“SFB 390”項目,項目金額超過5300 萬歐元,主要目標是研究鎂合金在結構件中的應用。在政府、企業和科研部門的共同努力下,德國鎂產業已取得了豐碩的成果,顯著地促進了鎂合金在德國及歐盟工業領域的應用。可以說,德國是推動鎂合金發展特別是鎂合金壓鑄件發展的先驅和主力軍。
(3)日本
20 世紀80 年代末期,日本開發出了先進的鎂合金低壓金屬型鑄造裝置,為鎂合金的開發應用提供了保證,并由此開發了一系列的鎂合金產品。隨后還開發出了650t、1300t 和1800t 三種壓鑄機,為大型鎂合金零部件提供生產手段。除在汽車領域開發和應用鎂合金外,日本還在計算機、通信等領域進行了鎂合金的開發與應用,成為了鎂合金在3C 產品上的應用強國。
日本的鎂消費量占世界的4% ~ 5%,低于全球工業生產10% 的比例。因此,日本鎂的應用領域還有進一步擴大的空間。許多制造商正試圖擴大他們的應用。這些制造商不僅包括日本鎂協會的成員,還包括許多成員以外的制造商。許多公司從日本政府獲得補貼,并正在力求開發鎂的應用。2019 年,日本鎂的供應量為33545t/ 年,同比下降14.1%,其中97.5%來自中國,其余來自土耳其、俄羅斯、英國和以色列。日本2007 年的需求峰值為4.7 萬噸,但在雷曼破產后的第二年,日本需求在2009 年大幅下降,自此以后于2010 年開始復蘇,并顯示
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