我國鎂合金產業概況
在市場強烈需求的牽引下,近年來鎂合金日益受到重視,而且鎂合金產業被政府列入十大新興工業項目之一,只要投資額度超過2億元,就可享受科技產業的投資優惠措施,及提前上市上櫃的好處,國內在短短兩、三年就有三十多家廠商投入生產,形成了一股鎂合金熱潮。

就整個鎂合金產業而言,由於缺乏上游原料供應產業,因此嚴格說來我國的鎂合金產業只能說是鎂合金成形產業。國內目前的鎂合金成形製程大多採用壓鑄及半凝固射出成形技術。雖然亦有幾家廠商採用擠型或沖鍛技術,但是由於材料成本高加上技術成熟度偏低,因此大多處於研究開發階段,未具有量產的能力,將來這些技術若能真正開發成功,對整個鎂合金產業的發展必能有相當大的助益。

國外鎂合金產業現況
日本1999年度鎂合金的需求在結構材方面,共成長了18%,其中主要來自鎂合金壓鑄的成長;在添加劑方面鋁合金添加用及還原添加材,僅成長10.3%,成長最少;其他方面則大幅成長27%,整體成長率為13.0%。以使用量來看,由於日本鋁業發達,因此鎂用於鋁合金添加元素的量相當大,佔所有鎂金屬使用量的69%,但其成長趨緩,未來成長性不大,而鎂合金壓鑄用量雖然僅佔11.3%,但是在車輛輕量化及3C產業需求的帶動下,未來成長一定還會更為迅速。

中國大陸鎂金屬年產能約20萬噸,實際年產量約12萬噸。鎂廠約130多家,電解法只有青海民和鎂廠1家,其他皆以皮江法(Pidgeon)生產。大陸鎂金屬內銷不到3萬噸,其餘75%以上皆要外銷,由於其價格遠低於市場行情,遭到歐盟及美國控告傾銷,結果尚須繼續觀察。北美地區一直為目前全球鎂金屬消費最多的地區。1991年開始,北美在鎂合金壓鑄的需求量開始激增,現已成為北美鎂金屬最主要用途,而其主要用於車輛的輕量化。

技術發展動向
鎂合金目前的成形法是以壓鑄法為主,有熱室法、冷室法另外還有新發展的半凝固射出法(Thixomolding)。壓鑄簡單來說是一種以活塞將熔融金屬壓入模穴中,使其凝固成形的方法,原屬於成熟度相當高的製程技術,但主要用於鋁、鋅合金。由於鎂的物性極為活潑,在高溫及粉塵狀態下易與氧反應產生燃燒,所以在製程中要考慮的安全因素比鋁、鋅還要來的多。

半凝固射出是由塑膠射出成型衍生應用在金屬的成型製程,機器結構及射出原理相似,將金屬顆粒由料管加熱等過程轉變成半固態黏漿再以螺桿推送射入模穴內凝固成型,製作出無氣孔、近淨形、高品質之零組件。

鎂合金的鍛造作業在許多方面與鋁合金的鍛造作業相似。然而由於鎂合金為六方最密堆積結構,室溫延性不佳,須在高溫環境才能進行塑性加工。另外,鎂合金在400℃以上表面極易氧化,因此通常需要以惰性氣體加以保護,如氬氣(Ar)。鎂合金於高溫時進行塑性成形,易因結晶粗大而產生破裂情形,因此要利用極微細化結晶粒鎂合金進行「超塑性成形」,這也將成為未來3C產品外殼件可能之發展方向。

國內擠、鍛加工體系完整,模具成本低,若能配合目前的成形技術便可生產複雜形狀及薄化產品,而且良率及表面精緻度也會相對提高,目前已有實際應用於自行車零組件的生產。然而國內目前無鎂擠錠生產及回收技術,且固態之鎂合金為HCP結構加工性差,易散熱,薄片不易熱加工,因此目前最重要的工作在於克服鎂擠錠熔製,建構完整的回收體系,並且要積極投入鎂合金塑性加工之相關研究。

鎂合金產業前景分析
目前台灣鎂合金成形產業以生產3C產品為主要應用如筆記型電腦,行動電話、投影機及其他可攜式電子產品,其中包含外觀件與內構件。而自行車亦是我國鎂合金產業的目標市場之一,雖然鎂合金在自行車上的應用大多在開發試驗階段,但由於台灣是世界公認的自行車輸出王國,加上輕量化的產品趨勢,若鎂合金能成功的切入此市場,將可大大的擴展鎂合金產業的市場規模。

有鑑於全球汽車輕量化風潮興盛,進而對鎂合金零件的需求遽增,未來許多車廠為了因應零件鎂合金化的需求,勢必要尋求穩定及高品質的供貨來源,而以台灣的生產經驗及品質必將獲得國際大廠的青睞,為此我國應及早做準備,以扮演好鎂合金成形重鎮的角色。

結論與建議
國內鎂合金產業原料目前完全靠進口,且廢料回收系統缺乏,雖然原料成本佔總成本之比例不高,但穩定的料源對工廠的生產是非常重要的。歐美大量使用鎂合金於汽車輕量化,許多大車廠看好這個趨勢,為了獲取穩定的料源,紛紛與鎂業合作,我國未來鎂合金需求量會逐年攀升,在料源的掌握上不可忽視。

鎂合金成形廠商出現大者恆大的趨勢,因此欲在此產業生存必須有穩定的目標市場,筆記型電腦鎂合金外殼的訂單幾乎被前五大廠給囊括了,中小型廠商應尋求其他目標市場,如手機、PDA、數位相機外殼等3C產品,並積極向國外爭取更大的訂單,而原本為自行車業跨入鎂合金產業的廠商可憑藉其在本業長年的經驗,開拓鎂合金自行車場。另外,雖然國內少有廠商生產汽車鎂合金零件,但現在已知有廠商接獲國外汽車廠訂單,未來1、2年內將有小規模的鎂合金汽車零件產出。" />

鎂合金資源與應用專題研究

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鎂的來源
鎂為地表第8大的豐富元素,也是海水中第3大的元素。鎂的主要來源有石灰岩(domolite)、菱鎂礦(magnesite)、海水、以及雜鹽(carnallite)和水氯鎂石(bischofite)的天然蒸發物。

鎂金屬之提煉方法可分為電解法及熱還原法兩大類,電解法中又可分為IG法、Dow法及新電解法,主要是利用海水處理成氯化鎂(MgCl2),再以電解方式作成液態之金屬鎂。熱還原法又可分為Pidgeon法及Magnetherm法,是利用氧化物(MgO)混合碳及矽等還原劑,在高溫、減壓之環境下,還原成鎂蒸氣,再經冷卻濃縮後就可得鎂金屬。目前兩種製程產量中電解法約佔六成,其他為熱還原法。

鎂合金的特性
(1)重量輕:鎂合金的比重約1.7,為鋅的1/4,鋼的1/5,相較於鋁合金(比重約2.7)也輕1/3。(2)高強度對重量比:如此特性將可取代傳統上運用鋼、鑄鐵、鋅合金甚至鋁合金的地方。(3)優良導熱性、吸震性:相對於工程塑膠其具有極佳的吸震性、較佳的機械強度、抗衝擊性及不易磨損。(4)抗EMI電磁波:鎂合金為非磁性金屬,電磁遮蔽性佳。(5)尺寸安定性高,不易因環境溫度變化及時間而改變。(6)可回收:鎂合金具有100%完全回收的特性,更符合今日環保意識。

鎂合金的應用
鎂金屬在非合金型態的用途有(1)鋁合金之合金添加 (2)鋼鐵脫硫及球化 (3)還原金屬材料 (4)電化學(5)化學;而其在合金型態主要的用途有(1)壓鑄/半凝固射出/擠壓鑄造 (2)重力鑄造/低壓鑄造 (3)塑性加工材料,目前鎂合金大多以壓鑄來成形。

鎂合金的主要用途在於輕量化。目前鎂合金壓鑄品的應用產業以汽車零組件為主,約佔80%以上,其次為3C產業,其他像自行車、器材工具、運動用品及航太國防也都在其應用範圍之內。台灣鎂合金產業目前主要應用於3C產業、自行車及器材工具等製品。

全球鎂金屬概況
1999年全球鎂工業持續快速發展,市場也開始逐漸公平化與規範化。從生產能力上來看,全球各大企業從長遠利益上來評估市場,看好鎂金屬這塊大餅,紛紛的擴大產能;一些新增產能及擴建、新建項目都在緊鑼密鼓中進行。

從消費面看,1999年全球鎂消費量為37.5萬噸,由於1999年第56屆鎂年會以及歐洲"鎂在汽車應用"會議的召開,對鎂生產者產生了極大的鼓勵作用,帶動了全球鎂工業的發展;從供應面來看,西方產量及出貨量稍有下降,對從中、俄的進口依賴性有所增強,但從整體上看貨源仍很充足;價格方面,1999年鎂錠經歷了一個先漲後跌的循環。

我國鎂合金產業概況
在市場強烈需求的牽引下,近年來鎂合金日益受到重視,而且鎂合金產業被政府列入十大新興工業項目之一,只要投資額度超過2億元,就可享受科技產業的投資優惠措施,及提前上市上櫃的好處,國內在短短兩、三年就有三十多家廠商投入生產,形成了一股鎂合金熱潮。

就整個鎂合金產業而言,由於缺乏上游原料供應產業,因此嚴格說來我國的鎂合金產業只能說是鎂合金成形產業。國內目前的鎂合金成形製程大多採用壓鑄及半凝固射出成形技術。雖然亦有幾家廠商採用擠型或沖鍛技術,但是由於材料成本高加上技術成熟度偏低,因此大多處於研究開發階段,未具有量產的能力,將來這些技術若能真正開發成功,對整個鎂合金產業的發展必能有相當大的助益。

國外鎂合金產業現況
日本1999年度鎂合金的需求在結構材方面,共成長了18%,其中主要來自鎂合金壓鑄的成長;在添加劑方面鋁合金添加用及還原添加材,僅成長10.3%,成長最少;其他方面則大幅成長27%,整體成長率為13.0%。以使用量來看,由於日本鋁業發達,因此鎂用於鋁合金添加元素的量相當大,佔所有鎂金屬使用量的69%,但其成長趨緩,未來成長性不大,而鎂合金壓鑄用量雖然僅佔11.3%,但是在車輛輕量化及3C產業需求的帶動下,未來成長一定還會更為迅速。

中國大陸鎂金屬年產能約20萬噸,實際年產量約12萬噸。鎂廠約130多家,電解法只有青海民和鎂廠1家,其他皆以皮江法(Pidgeon)生產。大陸鎂金屬內銷不到3萬噸,其餘75%以上皆要外銷,由於其價格遠低於市場行情,遭到歐盟及美國控告傾銷,結果尚須繼續觀察。北美地區一直為目前全球鎂金屬消費最多的地區。1991年開始,北美在鎂合金壓鑄的需求量開始激增,現已成為北美鎂金屬最主要用途,而其主要用於車輛的輕量化。

技術發展動向
鎂合金目前的成形法是以壓鑄法為主,有熱室法、冷室法另外還有新發展的半凝固射出法(Thixomolding)。壓鑄簡單來說是一種以活塞將熔融金屬壓入模穴中,使其凝固成形的方法,原屬於成熟度相當高的製程技術,但主要用於鋁、鋅合金。由於鎂的物性極為活潑,在高溫及粉塵狀態下易與氧反應產生燃燒,所以在製程中要考慮的安全因素比鋁、鋅還要來的多。

半凝固射出是由塑膠射出成型衍生應用在金屬的成型製程,機器結構及射出原理相似,將金屬顆粒由料管加熱等過程轉變成半固態黏漿再以螺桿推送射入模穴內凝固成型,製作出無氣孔、近淨形、高品質之零組件。

鎂合金的鍛造作業在許多方面與鋁合金的鍛造作業相似。然而由於鎂合金為六方最密堆積結構,室溫延性不佳,須在高溫環境才能進行塑性加工。另外,鎂合金在400℃以上表面極易氧化,因此通常需要以惰性氣體加以保護,如氬氣(Ar)。鎂合金於高溫時進行塑性成形,易因結晶粗大而產生破裂情形,因此要利用極微細化結晶粒鎂合金進行「超塑性成形」,這也將成為未來3C產品外殼件可能之發展方向。

國內擠、鍛加工體系完整,模具成本低,若能配合目前的成形技術便可生產複雜形狀及薄化產品,而且良率及表面精緻度也會相對提高,目前已有實際應用於自行車零組件的生產。然而國內目前無鎂擠錠生產及回收技術,且固態之鎂合金為HCP結構加工性差,易散熱,薄片不易熱加工,因此目前最重要的工作在於克服鎂擠錠熔製,建構完整的回收體系,並且要積極投入鎂合金塑性加工之相關研究。

鎂合金產業前景分析
目前台灣鎂合金成形產業以生產3C產品為主要應用如筆記型電腦,行動電話、投影機及其他可攜式電子產品,其中包含外觀件與內構件。而自行車亦是我國鎂合金產業的目標市場之一,雖然鎂合金在自行車上的應用大多在開發試驗階段,但由於台灣是世界公認的自行車輸出王國,加上輕量化的產品趨勢,若鎂合金能成功的切入此市場,將可大大的擴展鎂合金產業的市場規模。

有鑑於全球汽車輕量化風潮興盛,進而對鎂合金零件的需求遽增,未來許多車廠為了因應零件鎂合金化的需求,勢必要尋求穩定及高品質的供貨來源,而以台灣的生產經驗及品質必將獲得國際大廠的青睞,為此我國應及早做準備,以扮演好鎂合金成形重鎮的角色。

結論與建議
國內鎂合金產業原料目前完全靠進口,且廢料回收系統缺乏,雖然原料成本佔總成本之比例不高,但穩定的料源對工廠的生產是非常重要的。歐美大量使用鎂合金於汽車輕量化,許多大車廠看好這個趨勢,為了獲取穩定的料源,紛紛與鎂業合作,我國未來鎂合金需求量會逐年攀升,在料源的掌握上不可忽視。

鎂合金成形廠商出現大者恆大的趨勢,因此欲在此產業生存必須有穩定的目標市場,筆記型電腦鎂合金外殼的訂單幾乎被前五大廠給囊括了,中小型廠商應尋求其他目標市場,如手機、PDA、數位相機外殼等3C產品,並積極向國外爭取更大的訂單,而原本為自行車業跨入鎂合金產業的廠商可憑藉其在本業長年的經驗,開拓鎂合金自行車場。另外,雖然國內少有廠商生產汽車鎂合金零件,但現在已知有廠商接獲國外汽車廠訂單,未來1、2年內將有小規模的鎂合金汽車零件產出。
  • 第一章 緒論
    5 頁 / 0 元/點
  • 第二章 產品發展沿革
    6 頁 / 0 元/點
  • 第三章 全球鎂金屬概況
    20 頁 / 0 元/點
  • 第四章 我國鎂合金產業概況
    47 頁 / 0 元/點
  • 第五章 國外鎂合金產業現況分析
    55 頁 / 0 元/點
  • 第六章 技術發展動向
    25 頁 / 0 元/點
  • 第七章 鎂合金產業前景與競爭分析
    7 頁 / 0 元/點
  • 第八章 結論與建議
    11 頁 / 0 元/點
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