陈爱莲代表建议:加快镁合金产业在汽车轻量化中应用

日期:2022-03-11


现状分析:

      一是镁资源和特性优势突出。我国是世界镁资源大国,全球市场的镁有80%以上从中国出口。镁作为新兴轻质金属材料,其密度是铝的2/3、锌的1/4,而镁合金强度高于铝合金和钢,相较高强度钢和铝合金,镁合金的减重效果更为明显。镁合金重量轻、吸震性能强、铸造性能好,自动化生产能力强和模具寿命高、尺寸稳定,是最有效的汽车轻量化材料。压铸镁合金材料可以循环利用,不影响材料的使用性能,特别适合循环经济和节能低碳生产要求,有利于环保和资源节约。

      二是汽车单车用镁量较低。根据有关研究,汽车所用燃料的60%是消耗于汽车自重,汽车自重每减轻10%,其燃油效率可提高5%以上,汽车自重每降低100KG,每百公里油耗可减少0.7L左右,每节约1L燃料可减少CO2排放2.5kg,年排放量减少30%以上。据统计,2020年北美地区每辆汽车使用镁合金6.8kg,日本为9.3kg,欧洲达14kg,而国产汽车每辆平均用量不足3kg。


存在问题:

      一是对镁合金材料及其应用的认识不足。轻量化的社会效益大于企业效益影响企业应用轻量化的积极性。尽管镁合金在汽车轻量化方面有很大效果,但消费者对于镁合金的性能和科技进展缺乏深入了解,对轻量化的作用也存在认识不足。轻量化研究的投入和产出不成正比,导致企业在车辆设计、制造过程中并未将轻量化作为重要考虑因素,也未考虑车辆轻量化在其使用周期中所带来的综合效益。加上政府对汽车轻量化的重视程度不够,相关标准和法规缺乏对制造商的引导和约束,汽车自觉轻量化缺乏足够的动力和政策压力。
      二是镁合金生产技术瓶颈。镁合金虽然有诸多优良性能,但也存在一些缺点,如抗高温、抗疲劳破坏能力差等,若要提高镁的利用率,应进一步完善镁合金的耐高温性能和抗疲劳破坏的能力。镁合金变形加工(挤压、轧制)技术尚待突破;镁合金零部件加工的效率、成品率、质量稳定性有待提高,零部件成本仍然偏高;镁合金耐腐蚀性和连接性能与铝相比有弱势;镁合金零部件的模具开发周期长、成本高等。
      三是标准化体系不完善。中国有色金属标准化技术委员会成立于1999年,镁及镁合金国内技术标准化工作经过20多年的积累,目前已经发布了近70项国家标准、行业标准,建立了现有的标准体系,满足了我国及全球镁及镁合金贸易需求,但随着镁及镁合金的应用拓展,特别是广泛应用于汽车轻量化,目前国际标准和国内标准均存在不足,不能及时满足供需双方标准需求。
      四是科研管理体制不健全。科技部在“十四五”期间都设立了镁合金汽车轻量化方面的课题,但是整体投入明显不足,各车辆企业在镁合金研发与生产方面的投入也十分有限。我国目前缺少高水平的国家级镁合金工程技术研究机构,普遍是以企业为主导的研发机构,而且镁合金生产和加工企业普遍规模实力偏小,投入也不足;相关科研单位的研发投入经费少,人才队伍建设不完善,缺乏激励政策和研发平台,科技人员创新动力不足,“产学研用”一体化成效甚微。同时,由于镁合金加工产业尚处于新兴产业,产业风险稍大,投资周期稍长,社会资本投入明显不足。缺乏行业性研发计划、行动计划和有效协调组织。

      五是关键设备进口依赖度高。我国高性能镁合金材料产业起步晚、底子薄,在应用上整体仍处于产业链和价值链的中低端。关键工艺技术与国外差距较大,高端设备大多依靠进口。研发所需的技术和设备常受国外出口限制,使得镁合金材料的研发面临困难,尤其是许多高端核心材料的研发举步维艰,性能提升缓慢,产能严重不足。


相关建议:  

      一是构建镁合金轻量化标准体系。镁合金在汽车领域的应用必须从系统整体出发,对汽车轻量化展开系统性考量与实践,从车身轻量化设计、零部件轻量化设计、造型轻量化设计等方面,对汽车的轻量化标准进行体系化建设。建议行业协会和政府加大对汽车轻量化的政策导向和标准制定。在产业政策制订、产品标准制定、环保标准制定时充分考虑汽车轻量化的趋势和进程,出台有利于引导和约束企业行为的法规。鼓励国内车辆制造商采用轻型、环保、易回收的镁合金材料,加大整备质量占比。同时,出台相关政策,提高对进口汽车的技术标准,鼓励进口采用轻型材料的车型。

      二是成立镁合金产业化推进联盟。建议成立产业化推进联盟,通过一系列联合行动和联合开发,推动镁合金的应用。联盟应该由行业协会、学会牵头,由汽车零部件企业、镁合金企业、大学、科研机构、政府部门共同参与,建立政府应引导的上下游联动机制。通过信息交流、技术培训、组建公共研发平台、课题及项目,计划联合实施、成果共享,促进镁合金开发应用进程。学习美国汽车业推动镁合金应用的合作模式,政府和企业共同设立一项汽车用镁合金中长期研究计划,巩固和提升镁合金材料的地位,推动镁合金在汽车轻量化中应承担的重要使命,以满足市场复杂多样需求。

      三是加大对镁合金轻量化的科研投入力度。在“产学研用”建设方面,注重镁合金材料相关用于制备及检测高端设备的自主开发运用,降低对进口设备的依赖力度,推进镁合金企业快速、高效、智能化的制造进程。加大对行业技术创新体系建设和产

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