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鎂合金蝕刻板“印”出鎂景

軋制鎂合金板材在印刷、模具行業(yè)應(yīng)用思考

2014年11月14日 15:0 10791次瀏覽 來(lái)源:   分類: 鎂應(yīng)用   作者:

     金屬鎂及鎂合金以其本身特有的資源、性能、環(huán)境和價(jià)格優(yōu)勢(shì)成為21世紀(jì)我國(guó)材料工業(yè)持續(xù)發(fā)展的必然選擇。我國(guó)近年在鎂合金技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。作為世界第一,產(chǎn)鎂、用鎂大國(guó),并在鎂研究與生產(chǎn)領(lǐng)域有新的突破,有些成果成為世界,推動(dòng)鎂合金走向可持續(xù)發(fā)展的道路。
  目前,鎂合金的應(yīng)用產(chǎn)品主要集中在鑄造加工領(lǐng)域,產(chǎn)品沒(méi)有經(jīng)過(guò)變形加工,不能充分發(fā)揮鎂合金的優(yōu)良性能。鎂合金板材是目前鎂合金深加工領(lǐng)域最具發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)品。其中軋制鎂合金板材經(jīng)過(guò)大壓下量軋制變形,改善細(xì)化鎂合金的組織,提高板材的力學(xué)性能,充分發(fā)揮了鎂合金的特性,能夠極大地?cái)U(kuò)展鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域。之前,鎂合金板材主要應(yīng)用在軍工和航空航天領(lǐng)域,近年來(lái),國(guó)內(nèi)軍工用鎂合金板帶材需求量每年在5000t以上。民用需求量不多,主要因?yàn)榍皫啄晟a(chǎn)工藝不穩(wěn)定,性能達(dá)不到要求,生產(chǎn)成本高,極大地限制了其他領(lǐng)域的使用。經(jīng)過(guò)近幾年的研究,鎂合金板材軋制工藝的不斷進(jìn)步,生產(chǎn)成本逐漸下降,產(chǎn)品種類,規(guī)格不斷增加,越來(lái)越被市場(chǎng)接受,在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。
  據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),很多領(lǐng)域不但開(kāi)始使用鎂合金板材,而且用量在不斷的增長(zhǎng)。電子產(chǎn)品行業(yè)原來(lái)大多采用壓鑄工藝生產(chǎn)鎂合金制品,由于薄壁件壓鑄成型技術(shù)不成熟、成品率低、生產(chǎn)成本高等不利因素。目前,被易成型、低成本的鎂合金薄板所代替,由原來(lái)的壓鑄成型轉(zhuǎn)向板材沖壓成型。全球每年電子產(chǎn)品對(duì)鎂合金板材的需求量大約在5000~6000噸之間,其中鎂合金板材在微型平板電腦中的用量就達(dá)到了4000噸。、
  汽車工業(yè)之前就大量應(yīng)用鎂合金壓鑄件,現(xiàn)在對(duì)鎂合金板材的需求量也在逐年增加。在提倡節(jié)能減排的大趨勢(shì)下,減重成為汽車工業(yè)的焦點(diǎn),汽車上原有的鋼板、鋁板部件被越來(lái)越多的鎂合金板材所取代。據(jù)行業(yè)內(nèi)不完全統(tǒng)計(jì),在未來(lái)的2~3年內(nèi),汽車工業(yè)對(duì)鎂合金板材的需求量將會(huì)達(dá)到1萬(wàn)噸。
  高鐵和城市軌道交通行業(yè),也開(kāi)始大量使用鎂合金板材和型材,主要以鎂合金蜂窩板等形式用于列車的車廂內(nèi)壁和地板,座椅骨架、臥鋪骨架、內(nèi)襯板、物品架等,既能減重,又能吸收震動(dòng)能量,降低噪音,增加列車的舒適性和安全性。按鐵道部2006-2020年中長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃,預(yù)計(jì)輕量化軌道列車每年增加1500臺(tái),將需求16~20萬(wàn)噸鎂合金型材和板材。
  醫(yī)療領(lǐng)域,鎂合金具有優(yōu)良和獨(dú)特的物理、化學(xué)特點(diǎn),其比強(qiáng)度和比剛度在金屬材料中非常好,同時(shí)又具有良好的生物相容性,而且可以在生物體內(nèi)自動(dòng)進(jìn)行降解,很多優(yōu)于其他金屬材料的性能,在醫(yī)療領(lǐng)域有著巨大的潛力和廣闊的應(yīng)用。有人預(yù)測(cè)到2020年將需求1萬(wàn)噸。
  印刷領(lǐng)域?qū)︽V合金板材有著廣泛的應(yīng)用,而且對(duì)板材的需求量非常大,并且在急劇的增加。其實(shí),早在40年前鎂合金板材在印刷領(lǐng)域就開(kāi)始大量應(yīng)用,主要集中在歐美國(guó)家。國(guó)內(nèi)一直以銅板、鋅板為主,原因是國(guó)內(nèi)一直無(wú)法生產(chǎn)印刷所需要的專用板材,且進(jìn)口價(jià)格又非常高。但銅板、鋅板在各方面性能上都沒(méi)有鎂合金板材好,且對(duì)環(huán)境的破壞非常嚴(yán)重,所以,隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求開(kāi)始供應(yīng)鎂合金板材,越來(lái)越多的銅板、鋅板被鎂板所替代。若將全部替換成鎂合金蝕刻板,每年將需求7000噸。
  模具領(lǐng)域里,鎂合金板材也開(kāi)始嶄露頭角。用鎂合金板材雕刻后制作成為模具,在制鞋、裝飾品制作等行業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用。
  在紡織機(jī)械行業(yè)鎂合金板材被用于制造無(wú)紡針機(jī)針板、綜框板,預(yù)計(jì)未來(lái)幾年需求量將達(dá)到300 t/a以上。
  鎂合金蝕刻板的應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)
  印刷領(lǐng)域?qū)︽V合金板材的需求主要表現(xiàn)在燙金印刷上,也就是鎂合金蝕刻板。制版過(guò)程為曬版、開(kāi)版、酸洗、堿洗等幾個(gè)步驟。加工后的成品安裝在燙金機(jī)上直接使用。之前使用鋅板、銅板,早在40年前,Magnesium Elektro(伊利可創(chuàng)鎂業(yè)集團(tuán))公司便開(kāi)始生產(chǎn)鎂合金蝕刻板。由于鋅板、銅板在制版過(guò)程中產(chǎn)生大量廢液,無(wú)法回收,對(duì)環(huán)境污染特別嚴(yán)重,歐美國(guó)家逐漸使用鎂合金蝕刻板替代了鋅板、銅板。
  目前,鎂合金蝕刻板的市場(chǎng)需求量是非常大的,并且在急劇的增長(zhǎng)。僅歐洲市場(chǎng)對(duì)鎂合金蝕刻板的需求量就達(dá)到每年2000噸以上,其他大洲的需求總量也超過(guò)每年1000噸?,F(xiàn)在,國(guó)內(nèi)燙金印刷行業(yè)仍然在使用鋅板、銅板,其需求量在每年7000噸以上,這些板材如用鎂合金蝕刻板來(lái)代替,其需求量將達(dá)到每年1500噸以上。就燙金印刷這一個(gè)領(lǐng)域,全世界每年對(duì)鎂合金軋制板材的需求量就超過(guò)4500噸以上。
  鎂合金蝕刻板性能分析
  鎂合金蝕刻板與鋅板、銅板主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比:
  制版時(shí)間
  所以燙金版的制版工藝基本上是相同的。主要差異在蝕刻用時(shí)上,用相同的圖案、同樣要求的蝕刻深度,鎂板需要5分鐘,而鋅板需要25分鐘,銅板超過(guò)30分鐘。
  硬度
  硬度是衡量燙金版的主要技術(shù)參數(shù)。在50℃以下時(shí),鎂板硬度92,鋅板36,銅板96,當(dāng)板材加熱到100℃時(shí),鎂板硬度90,鋅板30,銅板88。可以看出在達(dá)到燙金所需溫度時(shí),鎂板硬度變化最小。這樣直接影響到承印數(shù)量,相同條件下,鎂板與銅板承印量都在20萬(wàn)次以上,而鋅板為5萬(wàn)次以內(nèi)。
  成本及燙金效果
  首先是制版成本,在同等面積、同等厚度、同等要求的情況下,使用鎂板比鋅板成本降低30%,比銅板降低70%。在燙金生產(chǎn)過(guò)程中,鎂板比鋅板、銅板的生產(chǎn)成本還有降低10%。
  其次是燙金效果,鎂合金蝕刻板在制版后,坡度合適、邊緣鋒利、硬度高,且在燙制生產(chǎn)過(guò)程中加熱快、冷卻快,燙金后的承印物表面十分光亮,與銅板效果相同,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鋅板。
  鎂合金蝕刻板的供應(yīng)情況
  鎂合金蝕刻板的需求量是巨大的,但供應(yīng)情況卻一直處在被壟斷的狀態(tài)。Magnesium Elektro(伊利可創(chuàng)鎂業(yè)集團(tuán))公司早在40年前便開(kāi)始生產(chǎn)鎂合金蝕刻板,其產(chǎn)品遍布全世界,對(duì)市場(chǎng)一直處于壟斷地位。由于進(jìn)口價(jià)格過(guò)高,且國(guó)內(nèi)對(duì)環(huán)保要求不嚴(yán)格,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)一直使用鋅板、銅板。
  鎂合金蝕刻板的生產(chǎn)技術(shù)壁壘主要是板基的生產(chǎn),即鎂合金板材的生產(chǎn)。目前鎂板的生產(chǎn)主要有兩種方法:傳統(tǒng)軋制工藝方法、雙輥鑄軋工藝方法(擠壓方法寬度受限暫不分析)。但由于鎂合金蝕刻板對(duì)板基各項(xiàng)性能要求非常高,所以只能選用傳統(tǒng)軋制工藝方法生產(chǎn)的軋制鎂板,即變形鎂合金板材。并且鎂合金蝕刻板的板基對(duì)合金化的要求,即鎂合金鑄錠的要求也非常高。國(guó)內(nèi)一直沒(méi)有突破軋制鎂合金板材的加工技術(shù)壁壘,所以市場(chǎng)沒(méi)有得到發(fā)展。直到營(yíng)口銀河鎂鋁合金有限公司軋制出第一卷鎂合金卷板開(kāi)始,徹底打破了這40年的壟斷局面。
  營(yíng)口銀河鎂鋁合金有限公司經(jīng)過(guò)近10年的技術(shù)攻關(guān),與東北大學(xué)、北方重工共同合作,實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量、大規(guī)格板坯的工業(yè)化生產(chǎn),并且建設(shè)了中國(guó)第一條專業(yè)鎂合金板材軋制生產(chǎn)線,完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。目前年產(chǎn)鎂合金蝕刻板200噸,成為中國(guó)首家,世界第二家能夠生產(chǎn)供應(yīng)鎂合金蝕刻板的企業(yè)。

責(zé)任編輯:陳巖

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