《镁合金产业投资可行性分析》.doc

1、 中国镁合金产业投资可行性研究报告主编：黎前虎作 者 简 介伊之密精密压铸科技有限公司市场总监 黎前虎 先生黎前虎：男，1965 年生，湖南人，1985 年毕业于湘潭大学机械系，高级工程师，原力劲集团镁合金发展部高级经理、清华-力劲压铸高新技术研究中心深圳基地主任、集团市场推广部经理，现任伊之密精密压铸科技有限公司市场总监，对镁合金压铸技术及压铸品生产关联技术有较为深入、综合的研究，如镁合金压铸工艺、设备、模具技术及安全作业要点，镁合金的熔炼气体保护技术，后加工技术及制品之表面处理研究，镁合金压铸生产线之设计、制造、安装、调试量产，工厂总体规划建设及制造成本之研究等。在清华- 力劲压铸高新技术

2、研究中心深圳基地，带领所属技术人员配合集团开发部门研发出达到世界先进水平的高性能镁合金压铸成套设备，该型镁压铸机获 2000 年度香港工业奖及 2001 年度国家级重点新产品；并致力于推动镁合金新材料的产业化应用工作，带领所属技术人员已成功为中国一汽集团、东风汽车集团、重庆隆鑫集团、长安汽车集团、宁夏 905 集团、以色列 OPP 公司等建设了镁合金压铸生产线，并完成了力劲集团深圳镁合金出口创汇基地的筹建工作，为我国之镁合金新材料产业化推广做出了积极的贡献。 中国镁合金产业投资可行性研究报告 目录1目 录一、 基本情况2二、 镁合金的应用状况及市场需求分析4三、 镁合金压铸投资预算及效益分析1

3、1四、 风险评估及因应之策略15五、 参考附件一21附件 1 中国镁工业的基本情况21附件 2 大中华地区（中港台）轻合金压铸工业概况27附件 3 欧州某镁合金汽车零部件压铸企业经营状况32附件 4 台湾某 3C 产品镁合金压铸企业（可成科技）经营状况.34附件 5 镁材料应用的发展历史及国内外的发展动向38附件 6 西方国家镁材料的供应及需求情况46附件 7 52附件 8 镁合金压铸机之开发及应用54附件 9 镁合金概要59中国镁合金产业投资可行性研究报告 基本情况2一、 基本情况镁作为最轻的金属材料，具有一系列独特的性能优点。但以往因其耐蚀性差，制造困难和原料价格高昂等三大瓶颈问题而阻碍了

4、它的大规模工业应用。能源危机后，为了适应汽车减重节能环保的要求，西方国家加紧了对镁材料的研究开发。80 年代，高纯镁合金研制成功，一举解决了其耐蚀性的问题。同时，镁合金气体保护熔炼技术的突破亦成功解决了其制造困难的问题。镁合金的应用快速发展，世界镁材料价格进一步上升，高达铝价之 2 倍以上。90 年代中期，中国镁产业崛起。数年之间，产销量取得 20 倍以上的增长，深刻影响了世界镁工业的格局。世界最大的镁厂美国道尔(DOW)镁厂于 1998 年底宣布关闭，结束了其长达 85 年的生产镁的历史。国际市场镁价则由 3000-4450 美元/t 逐年下跌到 2000 年未的 1300 美元/t，比铝锭

5、价低20%左右。打开了阻碍镁合金大规模工业应用的价格瓶颈，镁合金在各工业领域的应用迅猛增长。1996 年，日本 SONY 公司率先将镁合金应用于超薄型笔记本计算机，立即大受欢迎并造成市场脱销。由此镁合金迅速大量进入各类高档 3C 产品的应用。开拓了镁合金应用的一个崭新的领域。即使镁合金制品的价格远远高过塑料制品，但因其各项独特的优点，在电子产品中仍然大受用家追棒，镁合金制品成为产品先进性和高品质的象征。丰厚的利润（以笔记本计算机壳为例，平均毛利率即高达 84.1%左右）和极为广阔的发展空间引起了工业界的广泛关注，各汽车、摩托车、电子业乃至钢铁业巨头均纷纷展开调研，策划进入。国内摩托车制造业巨头

6、隆鑫集团已率先研制出镁合金摩托车，并即将规模化生产。镁合金卓越的阻尼减震降噪能力和更为轻便强固的特性将使整车的性能达到一个新的高度。在台湾，已研制出全镁合金自行车，热销欧美。台湾工业界排名前五位以内的工业巨头鸿海集团（富士康） ，素以投资眼光和大手笔而著称，其投资动向深为同业关注，其在镁合金产业的布局亦已完成，初期拟建立 40 台压铸机的大规模镁合金压铸工厂，生产笔记本计算机外壳等 3C 产品。且另辟蹊径，采冷室压铸机制造方式，埋下了将来进军其它产品领域之伏笔。而取得先发优势者如台湾可成科技（镁合金压铸专业厂商） ，则已进入高速扩张和高额回报期。其近 5 年平均年利润增长率高达117.3%以上

7、。材料、能源与信息一起被称为现代文明的基础。材料工业的投资令企业根基深植，最能实现永中国镁合金产业投资可行性研究报告 基本情况3续经营的目标。潜力深厚的镁合金新兴工程材料，即将进入大规模工业应用的高速成长期，具有极强的投资价值。98%的镁合金工程构件来自于压铸方法制造。力劲集团作为全球规模最大之压铸设备专业制造商，已有 20 多年的压铸机生产历史，在镁合金压铸成套设备和镁合金生产工艺技术方面亦已进行了多年研发。2000 年更投入 1000 万元钜资与清华大学合作成立“清华力劲压铸高新技术研究中心” ，专业从事镁合金压铸高性能装备和综合生产制造技术的研究开发。力劲研制生产的各系列高性能镁合金压铸

8、机成套设备,推出市场后获得了用家的广泛肯定和欢迎，将为镁合金产业的发展提供长足动力。 镁合金的主要优点1、 重量轻： 镁合金比铝合金轻 1/3，比钢轻 77%，为常用结构金属材料中最轻。2、 比强度高，刚性强： 同等形状下，镁合金制品之刚性为塑料的 10 倍以上。在同等刚性条件下，1 磅镁的坚固程度等同于 1.8 磅的铝和 2.1 磅的钢。如用镁合金代替 ABS 塑料，则制品重量可以最大减低 36%，厚度可以降低 64%。3、 耐冲撞，阻尼吸震性能极佳： 镁合金抵抗震动及降低噪音的性能特佳，为铝合金的 10-50 倍。镁合金强固耐冲撞，相同抗力下，厚度仅塑料的 1/3。4、 散热性佳： 其热传

9、导系数为塑料的 150 倍以上。极之适用于高散热要求的电子产品。5、 防电磁波干扰。6、 符合环保： 可完全回收再利用。7、压铸成型性优良： 可压铸制造形状复杂的零部件和厚度超薄的外壳件，最薄可达 0.45mm 厚（ABS 塑料为 1.2-2mm，铝合金最薄为 1.5-2mm） 。 中国镁合金产业投资可行性研究报告 镁合金的应用状况与市场需求分析4二、镁合金的应用状况及市场需求分析（一） 、 镁合金产业目前的应用趋势对 90 年代以来国际上主要金属材料发展趋势的分析表明，钢铁、铜、铅、锌、铝等材料的应用呈下降或缓慢增长趋势，而镁则以每年大于 20%的速率连续保持快速增长，其原因是镁合金作为最轻

10、的工程金属材料（镁的密度 1.8，为铝的 2/3，钢的 1/4） ，具有比重轻、比强度及比刚度高、阻尼性及切削加工性好、导热性好、电磁屏蔽能力强、以及减振性好和易于回收等一系列优点，满足了汽车工业减重、节能、环保以及通讯电子器件高度集成化和轻薄小型化的要求，在汽车、摩托车工业和信息产业等领域得到了日益广泛的的应用。1、 镁合金是目前最理想的汽车及摩托车轻型结构材料表一给出铸造镁合金与铝合金、铸铁及工程塑料的常规物理机械性能和 35Mpa 载荷下的减震性能比较。如表中资料所示，铸造镁合金特别适合于对比机械性能和阻尼性能要求高的摩托车汽车结构件制造。材料类别比重g/cm弹性模量EGPa比弹性模量E

11、/GPa强度MPa比强度/MPaWm-1K-1减震系数 *铸铁 7.4 180 24.3 200-400 27-54 80 10-17铝合金 2.7 70 25.9 200-350 73-128 247 2-5塑料 1.5-2 15-25 10-12.5 100-250 50-167 20-50 n.a.镁合金 1.74 45 25.86 180-300 118-172 157 30-60* - 在 35MPa 载荷下震动能量的吸收率如表中资料所示，用镁合金制造汽车、摩托车发动机、减速箱、轮毂、减震系统等结构和运动部件，不仅能降低汽车、摩托车的重量和能耗、提高整车加速、制动性能，还能降低行驶振

12、动和噪声、提高驾乘舒适度。因此，在汽车、摩托车结构件上应用镁合金，是提高汽车、摩托车性能和技术含量，增加产品市场竞争力的良好的材料学手段。尽管铸造镁合金可能获得的最高机械性能比铝合金明显偏低，但在用于压铸时，镁合金的工艺缺陷形成趋向低、成型能力强，在相同工艺规范下两种合金的压铸件具有相似的拉伸性能。这一特性中国镁合金产业投资可行性研究报告 镁合金的应用状况与市场需求分析5较大程度上为镁合金在摩托车上的广泛应用奠定了材料性能基础，同时也减轻了构件再设计的压力。降低能源消耗、提高能源利用率、减少环境污染以及节约地球有限资源是当今人们所面临的一个十分重要而紧迫的问题。制造加工业在产品设计时越来越注意

13、考虑产品的轻量化问题。由于镁合金具有比重轻、高比强度、高比刚度、高抗腐蚀能力，以及良好的抗电磁辐射能力、良好的充型流动性和可再生利用性等一系列独特的优点，使其在汽车、电子、家电、通信、仪表以及航天航空等领域的应用日益增多。镁合金压铸的汽车零部件在欧美、日本等发达国家汽车工业中的应用出现了持续快速增长势头。根据国际镁协会（IMA）的估计，未来随着世界汽车业的不断发展，将促使镁需求持续增长。估计到 2030 年世界汽车保有量将比目前增加一倍，达 10 亿辆。今后 10 年汽车工业需求镁年增长将达 15%，其中北美达 30%，欧洲高达 60%。预计到 2001 年汽车工业需求镁的总量将达 11 万吨

14、。进入 21 世纪，镁合金压铸结构件将成为镁最主要的应用领域。如上所述，镁合金压铸的快速增长主要是由欧美地区发达国家汽车工业面临汽车重量轻、耗油少、符合新的环保要求而促成的。此外，镁合金压铸件在汽车上的应用还可以改善汽车的结构和动力性能，也是目前汽车工业重视镁合金应用的原因之一2、 镁合金是 3C 类产品外壳的理想材料与塑料相比镁合金具有良好的导热性、刚性，特别是极其易于回收。一旦镁合金的应用进入良性循环之后，其废料不仅不会危害环境，其优良的再生性也会致使镁资源得到充分利用，也使镁合金使用成本更进一步的降低。不仅如此，镁合金具有非常好的压铸工艺性能，采用压铸的方法制造的镁合金 3C 类产品外壳

15、，厚度最薄可达 0.4mm，并且强度和刚度都极为优异。以耐冲撞性为例，其耐撞强度及吸振性均远较塑料佳，尤其是相同抗力下厚度仅塑料的 1/3，且具良好的散热性及防电磁波干扰的性能。以上特性使镁合金在 3C 产业（计算机、通讯、消费电子）及电动工具，运动器材等方面的应用，已成为一个新的市场热点，如笔记本计算机、掌上计算机外壳、照相机外壳、摄相机外壳、投影录像机外壳、电视机、音响外壳等，而且其应用领域还在迅速扩大。以笔记本计算机外壳为例，由于散热一直是可携式产品，尤其是笔记型计算机最头痛问题，目前使用工程塑料外壳时，由于 CPU 速度的提升，功率已逐渐接近 15W 的极限。在 CPU 速度持续增加未

16、来消耗功率更可能达 25W，将使散热问题更加恶化。因此热传导系数为塑料 150 倍以上的镁合金，正在迅速成为笔记本计算机外壳的主流材料。此外，在手机外壳、数码相机外壳等方面之市场成长亦极为迅速。中国镁合金产业投资可行性研究报告 镁合金的应用状况与市场需求分析6（二） 、目前的实际应用及市场情况近年来，世界各国高度重视镁合金的研究与开发，将镁资源作为二十一世纪的重要战略物资，加强了镁合金在汽车、计算机、通讯及航空航天领域的应用开发研究，镁合金已成为世界最令人瞩目的绿色环保工程材料，属二十一世纪的朝阳产业。目前，镁合金应用主要有以下五个方面。其中，后二个方面的用量增长十分迅速。（1）铝合金的添加元

17、素金属镁是铝合金中的主要合金元素，世界年需求量在 16 万吨左右。（2）镁牺牲阳极镁牺牲阳极作为有效的防止金属腐蚀的方法之一，广泛应用于长距离输送的地下铁制管道和石油储罐。目前，作为镁牺牲阳极的镁合金有 3-4 万吨/年的市场需求量，且每年以 20%的速度增长。（3）型材用镁合金镁合金型材、管材，以前主要用于航空航天等尖端或国防领域。近几年由于镁合金生产能力和技术水平的提高，其生产成本已下降到与铝合金相当的程度，极大地刺激了其在民用领域的应用，如用作自行车架、轮椅、康复和医疗器械及健身器材等。（4）汽车、摩托车用镁合金进入七十年代，各国尤其是发达国家对汽车的节能和尾气排放提出了越来越严格的限制

18、。1993-1994 年欧洲汽车制造商提出“3 公升汽油轿车”的新概念。美国提出了“PNGV” （新一代交通工具）的合作计划。其目标是生产出消费者可承受的每百公里耗油 3 公升的 6 人客车，且整车至少 80%以上的部件可以回收。这些要求迫使汽车制造商采用更多高新技术，生产重量轻、耗油少、符合环保要求的新一代汽车。据测算，汽车自重减轻 10%，其燃油效率可提高 5.5%。镁作为实际应用中最轻的金属结构材料，在汽车的减重和性能改善中的重要作用受到人们的重视。世界各大汽车公司已经将镁合金制造零件作为重要发展方向。在欧美国家中，各国的汽车厂商正极力争取采用镁合金零件的多少来做为自身车辆领先的标志，大

19、众、奥迪、菲亚特汽车公司纷纷使用镁合金。在未来的 7-8 年中，欧洲汽车用镁将占镁总消耗量的 14%，预计今后将以 15%的速度递增，2005 年将达到 20 万吨。美、欧、日等发达国家投入大量人力和物力，实施多项大型联合研究发展计划，研究用镁合金制造汽车零部件。这些研究开发计划促进了镁合金在汽车上应用的发展。目前，镁合金压铸汽车零部件至少已超过 60 种，例如，已经使用并在近期要快速推广的零部件有轮毂、仪表盘、座椅框架、变速箱壳体、转向系统、汽缸盖、进气岐管和刹车踏板架。正在加紧着手开发的有门框、大的车体外部件、中国镁合金产业投资可行性研究报告 镁合金的应用状况与市场需求分析7支撑柱、发动机

20、箱体、油底盘。其中，安装安全气囊的汽车都开始改用镁合金方向盘，这既可减重，又可降低震动，在发生意外撞击时，镁合金可吸收更多的能量，有利保证驾驶员的安全。表 1. Ford 公司 2000 年使用的镁合金零部件零部件类别 代替前重量(kg) 代替后重量(kg) 减轻率(%) 轻量化量(kg)车身内饰件动力总成发动机悬挂件刹车各种固定件方向盘支架电气外壳12.531.255.233.562.23.914.55.63.25.421.036.222.225.91.87.23.91.85833353458545030447.110.219.011.326.22.17.31.71.4合计 188.6 10

21、3.2 45 85.4世界汽车、摩托车产量在 2000 年产量分别达到 2700 万和 1500 万辆，如按每辆汽车用镁合金 30公斤、每辆摩托车用镁合金 5 公斤计算，单汽车原镁年耗量将达到约 90 万吨，远远超过镁年产量。作为未来进一步的发展目标，每辆汽车和摩托车的镁合金用量更可达 100 和 15 公斤。对镁合金制品将有着巨大的需求。（5）电子类产品的壳体汽车行业对镁合金的大量需求，推动了镁合金生产技术的多项突破，镁合金的使用成本也大幅度下降，从而促进了镁合金在计算机、通讯、仪器仪表、家电、医疗、轻工等行业的应用发展。其中，镁合金应用发展最快的是电子信息和仪器仪表行业。电子信息行业由于数

22、字化技术的发展，市场对电子及通讯产品的高度的集成化、轻薄化、微型化和符合环保的要求是越来越高。工程塑料曾作为主要材料，但其强度终究无法和金属相比。例如，镁合金具有优异的薄壁造性能，其压铸件的壁厚可达 0.5mm-1mm，并保持一定强度、刚度和抗撞能力，这非常有利于产品超薄、超轻和微型化的要求。这是工程塑料，甚至铝合金所无法达到的。在薄壁、微型、抗摔撞的要求之下，加上电磁屏蔽、散热和环保的方面的考虑，镁合金成了厂家的最佳选择。中国镁合金产业投资可行性研究报告 镁合金的应用状况与市场需求分析8另外，镁合金外壳可使产品更豪华、美观，也是工程塑料所无法比拟的。在电子信息和仪器仪表行业的镁合金制品的单位

23、重量和尺寸不如汽车零部件，但它的数量大、覆盖面大，其用量也是巨大的。所以，近几年电子信息行业镁合金的消耗量急剧增加，成为拉动全球消耗量增加的另一重要因素。（三） 、 市场发展预测镁合金是一种非常适合于高压铸造的金属材料，即可冷室又可热室压铸，其主要优点是质量好，效率高，加工成本低。现在镁合金工程构件需求的 98%来自于高压铸造行业。按照目前的市场发展态势，预估我国的镁合金深加工产业在 2003 年左右可以达到现在台湾地区的水平，整个镁合金市场有 150 台左右镁合金专用压铸机及若干条镁合金压铸生产线，每年新增产值约为 30 亿人民币；在 2005 年左右可达到现在日本的水平，共有 200-30

24、0 台镁合金专用压铸机在生产，可以年新增产值 50-60 亿人民币；在 2010 年左右可以达到现在欧美的水平，总计有 500 台以上镁合金专用压铸机使用，整个镁合金产业每年可以为国民经济 GDP 增加 100-150 亿人民币以上。 中国镁合金压铸产品市场预估(1) 轻工产品市场：预计 2005 年用镁量约为 14520t（见表 2） 。包括 3C 产品（计算机、电讯、相机、摄录机及其它） ； 其它轻工消费产品（电动工具、运动器材等） 。表 2 中国镁合金压铸轻工产品市场产 品1999 年万件2005 年（预计）万件产品用镁合金比例%单件镁合金用量kg预计 2005 年镁合金用量t预计 2005 年市场规模(亿人民币)手提电脑 86 1800 70 0.70 8820 28.2-39.2手提电话 1796 6000 50 0.02 600 1.92-2.67相机 5037 8500 30 0.10 2550 8.16-11.3摄录机及其它 423 8500 30 0.10 2550 8.16-11.3 预估 2005 年其市场规模约 45-65 亿人民币。