作者：KazumasaYamazaki Dr., Japan Magnesium Association, Tokyo, Japan日本东京日本镁业协会Kazumasa Yamazaki博士

摘要：报道了日本镁业协会(JMA)的活动以及日本镁产业的应用与发展现状。JMA有16个委员会。其中，汽车用镁拓展委员会、汽车材料加工应用研究委员会和高速列车结构镁实用化委员会正在积极开展工作。JMA内部合作，制定了《镁合金--可燃性试验方法日本工业标准》。

本文报道了日本在镁领域的活动。

引言:

日本镁消费量占世界的4-5%，低于工业生产在全球的比例(10%)。因此，在日本，镁工业应用领域还有进一步拓展的空间。许多制造商正试图扩展他们的产品应用。这些制造商不仅包括日本镁协会的成员，而且还包括许多成员以外的制造商。有几家公司得到日本政府的支持，正在寻求发展镁的应用。在本文中，我报告了最近日本与镁有关的活动。

供应和需求:

首先，日本的供求情况如下。

进口量以财政部(Ministry of Finance)日本贸易统计为基础。需求数据用JMA成员的估计进行补充。

2017年，供应量为39071t，同比增加7.5%，其中，97.3%的镁来自中国，其余的来自土耳其、俄罗斯、英国和以色列。回收的合金量约为4000吨，这部分镁产品不包括于供应量中。

2007年，日本的镁需求峰值为47000吨，但在金融危机冲击后，于2009年急剧下降。此后，镁需求量从2010年开始恢复，并已显示稳定的增长，达到近40000吨的需求量。

2017年，镁需求量估计为41300吨，同比增加1.5%。按消费领域划分，作为铝产品添加剂的量为22000t(占53%)，钢铁脱硫为5500t(13%)，球墨铸铁2500t(6%)，钛还原为700t(1%)，化学应用为2200t(5%)，阳极1000t(2%)。在结构件方面，镁在压铸件的需求量为5300t(13%)，变形加工件800t(2%)，触变成型420t(1%)，砂型铸造和其它380t(1%)。所有类别有每年均保持几乎相同增幅。

日本镁协JMA介绍:

截至2018年，JMA有106个固定成员，16个支持会员，另外还有80名个体会员。

JMA的框架图，它下属13个委员会。去年，JMA的主要活动如下。

(1)研讨会和讲座

JMA举办了9场技术讲座，5场镁应用的讲座，同时还举办了2个与安全有关的培训会议。每一次讲座，大约有30人参加。其中，汽车和医疗保健讲座吸引了最多的参与者，这表明上述两个领域得到了用户足够的重视。

(2)标准化

JMA与日本标准协会(Japanese Standard Association)合作，新制定了镁合金易燃性试验方法的日本工业标准(Japanese Industrial Standards，JIS)，并修改以下两个标准，即镁及镁合金–采样和分析方法的一般规则，以及镁合金薄板、厚板、带材”.

(3)腐蚀性实验

镁在亚热带地区长期暴露的试验正在进行中。在过去的一年中，对经过5年的曝露性实验的中期情况做了评估。

(4)应用

以下的3个委员会，正在积极进行工作，它们分别涉及镁在汽车中的应用拓展(压铸件)，镁变形材在汽车中的应用拓展，以及高速列车基础结构中镁的应用技术。这些委员会的工作现状报告如下。

拓展镁应用:

(1) 高速列车

高速列车基础结构中镁的应用技术的委员会，正在与包括镁生产商、轨道车辆制造商、焊接工业和表面处理工业在内的集团合作。

在2017年，他们采用含有钙的阻燃镁合金，制备双层结构和单层结构镁板。这些产品包括车窗在内的铁道车辆零部件的模型，以此评介装配能力、成形性、可焊性、连接能力、切削能力，以及表面处理能力。他们证实：(1)各种结构零件都能以高尺寸精度制造。(ii)通过选择适当的条件，高质量的连接是可能的。(iii )获得统一的表面处理。

在接下来的一年里，计划生产更大的样机模型。通过上述原型的生产，他们尝试建立长挤压件和宽轧制厚板的技术工艺，开发大型件的连接表面处理技术，同时建立轨道车辆车体的设计技术。

(2)汽车

至于汽车材料加工应用研究委员会，日本所有汽车公司、镁加工制造商和表面处理公司都参加了该委员会。作为第一年的活动，研究了几种合金的力学性能、耐蚀性、疲劳性能和成形性，以此为汽车车身选择合适的合金。之后，他们计划确定具体的要求性能，并开发新的合金。

(3)其他

根据新闻报道，有如下的应用案例。

几家公司宣布，他们开始为福利设备产品制造新轮椅。其中的两家企业，包括Macrw和 Hashimoto Engineering。Macrw公司开发了大小可变的担架式轮椅(儿童型)，而Hashimoto Engineering的轮椅比传统铝架轮椅轻1公斤，并获日本设计促进学会(Japan Institute of Design Promotion)颁发的优秀设计奖。

11月1日，索尼公司推出了一个新的自治娱乐机器人“Aibo”。它是约30厘米的小狗式设计，重2.2公斤。考虑到强度和轻量化之间的兼容性，索尼AiboO的框架采用了镁合金，如图3所示。1)

针对镁合金独特的应用，Maruyama Kogyo用镁合金制造了“Quena”。“Quena”是演奏民族拉丁美洲音乐(如“El Cóndor PASA)的安第斯山脉一带的基本传统笛”。该产品基于镁的优良声学特性。

(4) 资本投资

Nippon Steel & Sumitomo Metal的子公司Nippon Steel & SumikinCoated Sheet 宣布，生产SGL”镀铝钢厚板，该产品具有3倍以上的耐腐蚀性，将安装于Funaba Works的镀锌线改造工程。在传统的镀铝锌钢(薄)板中，加入2%的镁，SGL可以大大提升耐腐蚀性。在日本西部，他们拥有其它的连续热镀锌生产线，每月产量30000吨，其中，每月有10000吨用于SGL。Funabashi　Works的附加产能，能够应付即将到来的需求波动。

Fuji Light Metal 公司宣布，他们与当地的长洲镇签署商业定位协议，扩大用于医疗处理的镁合金挤压件的研发设施。该设施用于医疗支架的研制。在扩建的厂房内，将安装铸造炉、小型挤压机和激光束机。这项投资的目的，是促进研究的进一步发展并向临床阶段的转变。

雅马哈摩托Yamaha Motor公司启动了一项合同制造业务，该业务充分利用摩托车和海运业先进的铸造技术。他们试图用专有技术开发新的领域，如大型薄壁铝合金压铸件，以及镁合金铸造技术。利用自己的全球生产网络，Yamaha预计该业务每年的销售额为100亿日元。Yamaha　Motor拥有薄壁铝压铸件批量生产的CF压铸专利技术，可用于大批量和难加工镁铸件的生产。此外，他们还将扩大铸件的生产设备和制造方法，以此相应全球9个国家的不同大小\不同压力的配件。即使在合同制造业，他们也响应印度尼西亚和泰国的不同需求。

铝镁压铸企业Suncast计划调整主要的工厂，以应对订单量的显著增加。公司自成立以来不断壮大，将继续推动机器人全面自动化，旨在通过物联网和人工智能技术，积极向组织体系转变。

Tsukuba　Diecasting公司将安装1250吨压铸机，以应付大尺寸零件的需求。该公司每月镁制品产量达到170吨，增长到近200吨铝的水平。安装后，他们将有13台镁压铸设备，规格从150吨到1250吨不等。

先进技术:

在日本，研究人员通过增加少量的钙2)提高室温下的成形性。最近的成就之一如下。

Nakata等研究了含0.3%钙以及0.4%的镁合金中铝对时效硬化特性的影响。他们报告说，1.3%铝的加入对时效硬化有效。3)

Bian, Sasaki 等4)研究锌的加入对Nakata等开发的合金的影响，以提高室温成形性能。他们开发了一种新的镁合金板材，其中铝含量为1.2、钙为0.5、锰0.45、锌0.8(重量%)，该镁合金具有7.7mm的Erichsen值。随后，在200°C条件下进行1小时的人工老化，显著提高了抗压强度，抗压强度从144Mpa提高到204Mpa。这一结果表明，获得烘烤硬化的镁薄板可能有一定的良好效果。

在压铸镁合金方面，自2014年以来，用镁片制备的碳纤维增强AZ91镁合金，采用静电吸附而被覆炭材料，因其卓越的强度和延性，一直作为笔记本电脑的外壳。该产品也应用于豪华轿车的门把手。它的应用已经扩展到各个领域。

结论:

日本的镁市场不是很大，但是有很多公司在寻求新技术和新应用。随后的日本汽车企业，已经开始有所行动。预计日本镁合金需求量将趋于增长。