镁作为一种比铝更轻的材料,在工业中的应用一直较为有限,这与其加工过程复杂、能耗高以及易燃特性有关。弗赖贝格工业大学(TUBAF)的研究人员正致力于开发气候友好型的镁加工技术,为轻量化材料领域注入新动力。

该团队联合工业伙伴构建了完整的镁轻量化部件工艺链,通过引入氢气替代化石燃料、缩短工艺流程以及采用可冷成形的镁合金,显著降低了能源需求和二氧化碳排放。这些创新技术已成功应用于镁制电脑外壳、高速列车隔墙和运输集装箱部件等产品。
在板材生产方面,TUBAF采用铸轧工艺,直接生产厚度约5毫米的镁板材,减少后续成形步骤,使镁部件在保持强度的同时比铝部件轻约三分之一,适用于电动汽车、机械制造和医疗技术等领域。
气候友好型镁加工技术包含三大核心模块:使用氢气实现熔炼和加热的碳中和、缩短工艺路线以利用铸造余热,以及采用含钙镁合金ZAX210,使其在约200°C的较低温度下成形而不影响性能。
针对镁线材生产,研究团队开发了GieWaCon工艺,结合铸轧与Conform技术,首次应用于镁材料,可在室温条件下生产直径达1.6毫米的线材。此外,缩短工艺路线的原则已扩展到锻造和挤压等其他成形技术。
为完善镁材料研究体系,团队还进行了表面涂层和焊接工艺的优化,确保部件在实际使用中的耐腐蚀性和可靠性。未来,研究人员计划继续推进这些制造工艺,并开发了一款名为CLEAN-Mag App的二氧化碳计算工具,帮助企业降低工业流程中的碳排放。
从产业动态来看,镁加工技术正迎来多元化发展,包括短流程和低温合金的改进,以及半固态注射成型等新方法的探索。安全性和应用场景的扩展,如阻燃技术和航空航天应用,进一步推动了镁作为轻量化材料的潜力。全球范围内的协同创新,正使镁从潜力材料转变为更具确定性的产业选择。









