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材料创新驱动轻量化变革,特种镁合金开启产业新时代

william 发表于2026/11/13 16:41:48 嘉瑞集团特种镁合金
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嘉瑞集团CTO陈善荣先生

本文根据嘉瑞集团CTO陈善荣先生在“2026镁合金压铸产业论坛(深圳)”所作《以材料创新重新定义轻量化 — 嘉瑞阻燃、高导热特种镁合金解决方案》报告改写而成。

在双碳战略、智能制造浪潮的推动下,轻量化已经成为新能源汽车、3C电子、低空经济、人形机器人、AI 终端等新兴产业发展的重要命题。

镁合金的应用领域

镁合金作为目前最轻的商用金属结构材料,密度仅为铝合金的 2/3、钢材的 1/4,凭借高比强度、优异阻尼减震、电磁屏蔽、可循环回收等特质,被视作轻量化赛道极具潜力的关键材料。但长期以来,传统镁合金易燃易氧化、导热性能不足等痛点,阻碍了其从潜力材料走向大规模主流应用。

嘉瑞集团依托四十余年压铸技术积淀,打造两大系列特种镁合金实现技术突破,破解行业发展瓶颈,推动镁合金产业迎来全新发展拐点。

图表1:2026至2031年将是全球镁合金产与产量高速扩容的黄金周期,镁合金产量年均增速稳定维持在10%以上。从核心驱动逻辑来看,全球制造业轻量化、节能化、高端化升级是长期不可逆的产业趋势,镁合金作为目前最轻的商用结构金属材料,在新能源汽车降重提效、轨交装备节能降耗、3C产品轻薄化、航空航天结构优化等场景的替代空间持续打开。

图表2:铸造压铸件赛道的核心优势在于需求属性完全区别于传统周期性工业需求,其下游核心对应新能源汽车底盘结构件、电池支架、高端3C精密外壳、轨道交通轻量化部件等高成长性终端,下游行业受宏观周期影响小、政策扶持力度大、渗透率提升空间充足。长期来看,铸造压铸件赛道将持续承担行业增量核心,是未来镁产业高端化、高附加值化发展的核心抓手。

从全球产业格局来看,镁合金市场正步入稳健扩容周期。根据预测,20262031 年全球镁合金产量将从 51 万吨增长至 88 万吨,增长率维持在 10% 以上;其中镁合金铸造压铸件作为规模最大的细分赛道,市场规模将由 22.5 亿美元增长到 42.0 亿美元,是产业增长的核心引擎。除 3C 电子、新能源汽车之外,低空飞行器、人形机器人、AI 智能终端等新兴领域不断释放增量空间,为镁合金产业带来广阔成长机遇。

然而传统镁合金的固有缺陷,成为产业扩张路上的阻碍。镁合金在熔炼与加工过程中极易氧化燃烧,压铸企业需要使用昂贵的 SF₆保护气体,带来安全生产风险,同时推高制造成本;传统镁合金热导率偏低,难以适配电驱系统、电池托盘等高散热需求场景;热裂等结构性缺陷,也制约产品向大型、复杂薄壁零部件拓展。想要充分释放镁合金的应用价值,需要依靠系统性材料配方创新补齐性能短板。

针对行业痛点,嘉瑞集团科研院完成两大特种镁合金系列技术攻关:阻燃镁合金 KSFR 系列与高导热镁合金 HTCM 系列,实现安全性能与散热性能的双向突破。

高导热镁合金HTCM-1/HTCM-3 性能参数

阻燃镁合金起燃温度可达 850℃以上,实现材料本质安全

阻燃镁合金 KSFR2、KSFR3在合金表面形成致密稳定的复合氧化膜,在实验室无气体保护氛围条件下,起燃温度可达 850℃以上,实现材料本质安全,从根源降低镁合金在熔炼、压铸、机加、打磨等工序的燃烧风险。KSFR3 已通过中国民航局测试认证,满足低空经济严苛安全标准,可应用于飞行汽车电控箱体这类大型复杂薄壁压铸结构件。嘉瑞集团已与小鹏汇天合作,共同开展阻燃镁合金在低空飞行器零部件上的试验验证。

小鹏汇天与嘉瑞共同探索阻燃镁合金在低空经济的应用

阻燃镁合金应用于飞行汽车电控箱外壳压铸案例

在生产端,阻燃镁合金可以减少 50% 的保护气体用量,每台压铸机减少的 SF₆消耗量,等同于每年减少排放 4000 吨 CO₂;炉内镁合金氧化烧损也大幅降低,镁烧损可减少 3%,每年能够节省 3% 材料费用。同时还能提升坩埚使用寿命,改善制品耐蚀能力,兼顾生产安全、降本、减碳多重效益。压铸性能方面,KSFR3 成型能力可媲美经典 AZ91D 镁合金;KSFR2 具备更优异的气密性与抗热裂性能,更适合对密封性能要求高的零部件,两款材料均可实现 100% 回收再利用。

阻燃镁合金对工艺安全性的积极影响

阻燃镁合金的压铸性能对比

高导热镁合金 HTCM1、HTCM3 瞄准传统镁合金导热短板,导热系数达到 100150W/(m・K),性能达到甚至部分超过常规铝合金。笔记本电脑底盖散热对比测试表明,相较于 AZ91D,HTCM 系列材料测试点平均温度可下降 7.18.5℃,散热能力提升明显。HTCM1 延伸率可达 710%,塑性表现突出,适用于笔记本、平板、手机等 3C 消费电子的中框、键盘盖、散热板;HTCM3 导热性能更强,适配新能源汽车电机壳体、电控箱体等高热流密度工况,在实现轻量化的同时解决设备散热难题。

高导热镁合金在笔记本电脑底盖温差对比测试

高导热镁合金的产品应用实例

两大特种镁合金材料矩阵,打通多行业落地路径。在新能源汽车与轨道交通领域,高导热镁合金可用于电机壳体、电控箱体、电池托盘散热肋片;阻燃镁合金适配变速箱壳体、油底壳等高温部件。在 3C 与通信行业,高导热镁合金可应用于超薄笔记本、平板、手机结构件、5G 基站滤波器外壳、LED 散热体。低空经济、航空航天场景下,阻燃镁合金兼顾减重与安全,可用于飞行器电控箱、舱内结构件。面向人形机器人未来赛道,特种镁合金兼顾轻量化、散热、结构强度,有望成为机器人骨骼、关节壳体的优选材料。

新型特种镁合金汇总表

关于嘉瑞集团

技术落地离不开完整产业链制造能力作为支撑。嘉瑞集团成立于 1980 年,为香港联合交易所主板上市公司,深耕压铸行业四十余年。集团在惠州、深圳、苏州、芜湖、墨西哥、榆林布局多处生产基地,能够提供镁铝合金大型精密压铸及注塑一站式轻量化解决方案。

嘉瑞集团惠州公司及生产基地分布

旗下嘉镁新材料科技(榆林)有限公司成立于 2021 年,落地镁资源富集的陕西榆林,构建镁合金新材料研发、熔炼、深加工一体化产业链。佳县基地分两期建设 5 万吨镁基轻量化新材料及 1000 万件汽车零部件深加工项目,其中一期 2 万吨镁基轻量化产能及精密压铸项目已达产;二期项目正在建设,设计镁基轻量化新材料产能 3 万吨,为特种镁合金规模化量产筑牢原料根基。从新材料配方研发、模具开发、压铸成型到后处理,全链条能力保障特种镁合金从实验室走向产业化批量应用。

嘉镁新材料科技(榆林)有限公司

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