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(xiàn)在,鎂合金結(jié)構(gòu)材料主要使用鑄件等制造,要想用于創(chuàng)意性強的用途、或者高強度的大型結(jié)構(gòu)材料,就必須使用擠壓、沖壓、壓延等塑性加工技術(shù)和相應(yīng)的材料。壓延材料能夠滿足這種需求,有望推動鎂合金在結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域的普及。
例如,東芝2013年春季推出的筆記本電腦“dynabook KIRA”采用的頂板,就是由住友電氣工業(yè)公司制造的鎂合金“AZ91”板材以沖壓加工方式制成的。實現(xiàn)了富有金屬光澤的效果(圖4)。
圖4:采用AZ91板材制作頂板的東芝筆記本電腦“dynabook KIRA” 對住友電工開發(fā)的AZ91板材作沖壓加工制成。經(jīng)化學(xué)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(jié)構(gòu),成功制造出了壓延材料。制成了沖壓用板材。如果投入量產(chǎn),就能夠以等于或者低于壓鑄的價格制造結(jié)構(gòu)材料。
權(quán)田金屬工業(yè)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(xiàn)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(fā)出了以快速冷卻法制造微細晶粒鑄板的技術(shù)。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(shù)則實現(xiàn)了其10倍以上,F(xiàn)在,主要應(yīng)用于AZ61薄板的量產(chǎn)。該公司準備以這項技術(shù)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(zhàn)能源問題
最后來看用途的進化。不只是結(jié)構(gòu)材料,將鎂合金用作燃料電池和貯氫等能源相關(guān)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(fā)揮出來,因易腐蝕,所以工業(yè)上一直難以利用。
然而在最近,情況已經(jīng)開始轉(zhuǎn)變:東京工業(yè)大學(xué)及東北大學(xué)開發(fā)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,并且延長其壽命。
另一方面,貯氫領(lǐng)域也在使用鎂合金作為貯氫合金。Biocoke Lab公司著眼于此,開發(fā)出了方便、安全的氫氣儲運技術(shù),已經(jīng)推出了產(chǎn)品。
韓國和中國也不甘示弱
熱切關(guān)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(jīng)建成了量產(chǎn)2米寬板材的體制。韓國正準備把曾經(jīng)完全依靠中國進口的鎂錠料改為國產(chǎn)。而且,鎂還被選為韓國政府在8年內(nèi)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(shù)領(lǐng)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(jīng)降低的今天,倘若不加大開發(fā)和應(yīng)用的力度,日本難保不會失敗。(作者:吉田勝、中山力,日經(jīng)技術(shù)在線!供稿)