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3.1.4. 镁合金深加工比起原镁冶炼有更高的技术要求
镁合金的应用之一为汽车领域,该领域具有特殊质量管理体系的要求 。
镁合金生产企业要实现供货必须通过相关资格认证,该资格认证需经历比较漫长复杂的过程:样品检验、现场认证、小量试验、中批量试验、生产件批准、品质认可、供应商资格批准 。
一般情况下,镁合金厂家要获得国内汽车生产企业的资格认证需耗时 1-2 年,要获得国外汽车生产企业的资格认证将需要更长的时间 。同时,镁合金生产企业通过 QS9000 及 TS16949 质量体系认证是成为汽车行业候选供应商的基本条件,而达成该认证客观上也需要1-2 年 。因此,镁合金行业具有客观存在的市场进入壁垒 。
镁合金产品品质主要取决于生产企业的装备水平及技术管理能力 。
镁合金行业从上世纪 90 年代才批量进入民用,对于镁合金材料的生产,世界上没有专业和成熟的镁合金成套生产设备制造商,领先的镁合金生产企业所用生产线基本都是自主研发的,其他企业无法单纯依靠资金实力通过引进成套设备与技术进入镁合金行业 。
同时,实现镁合金产品品质稳定和满足不同用户的特殊要求,企业要具备较强的开发、技术和管理能力,这需要在长时间生产经营过程中才能形成 。上述因素构成了进入本行业的技术壁垒 。
3.2. 轻量化材料驱动镁需求迎来显著爆发
3.2.1. 汽车轻量化首当其冲带来需求增长
在“碳中和”的指引以及国家环保政策的驱动下,汽车轻量化已成为国家的重要战略,同时也成为各国汽车制造商最新核心竞争力的体现 。
汽车轻量化是在保证汽车性能的前提下,在减重、性能、节能和成本之间寻求平衡,通过结构、材料、工艺三条路径实现对汽车整车和零部件结构的优化创新和轻质材料的应用,从而有效改善燃油经济性、减少污染物和碳排放 。汽车轻量化主要通过结构、材料、工艺三种路径实现:
1)轻量化材料 。如使用结构更轻的高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料对传统普通钢结构进行代替;
2)轻量化设计 。如通过开发全新的汽车架构实现轻量化、甚至优化车身零部件数量、减少零部件尺寸等;
3)轻量化工艺 。如热成型,激光拼焊板等工艺,实务中轻量化主要通过采用轻量化材料搭配特定的轻量化工艺来实现减重效果 。
汽车材料轻量化是未来汽车轻量化的主要方向 。《节能与新能源汽车技术路线图》中提到应以完善高强度钢应用为重点,形成轻质合金应用体系,进而实现多材料混合应用体系 。路线图要求到 2035 年燃油乘用车整车轻量化系数降低 25%,纯电动乘用车整车轻量化系数降低 35% 。
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3.2.2. 镁合金是汽车轻量化材料的重要选择之一
由于高性价比、减重效果好的特性,铝合金和特钢为目前主要的汽车轻量化材料 。
目前市场主要的轻量化材料为高强度钢、铝合金、镁合金以及碳纤维复合材料,其中铝合金和特钢为最主流的使用材料 。
成本方面,铝合金材料价格远低于碳纤维复合材料,其成本和镁合金相当;性能方面,铝合金强度高、可循环、不易腐蚀 。
高强度特钢凭借其较高的结构强度、优越的碰撞吸能性和抗疲劳强度,目前广泛应用于汽车的结构件及安全件上 。
目前镁合金压铸率在汽车上得到了较广泛的应用,但由于镁合金自身耐腐蚀性、耐热性、可焊性较差以及不易塑形加工等原因,在汽车上的材料使用占比暂时还比较低 。
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3.2.3. 镁合金比铝合金作为轻量化材料更有优势
比起铝合金作为轻量化材料,镁合金的优势在于:
1)比起铝合金,镁合金的质量更轻 。镁合金的密度约为 1.8g·cm3,铝合金的密度约为 2.7g·cm3,这意味着同体积比铝合金重量减少三分之一 。
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