镁合金蚀刻板“印”出镁景 轧制镁合金板材在印刷、模具行业

金属镁及镁合金以其本身特有的资源、性能、环境和价格优势成为21世纪我国材料工业持续发展的必然选择。我国近年在镁合金技术开发应用领域取得了长足的进步。作为世界第一，产镁、用镁大国，并在镁研究与生产领域有新的突破，有些成果成为世界，推动镁合金走向可持续发展的道路。
目前，镁合金的应用产品主要集中在铸造加工领域，产品没有经过变形加工，不能充分发挥镁合金的优良性能。镁合金板材是目前镁合金深加工领域最具发展潜力的产品。其中轧制镁合金板材经过大压下量轧制变形，改善细化镁合金的组织，提高板材的力学性能，充分发挥了镁合金的特性，能够极大地扩展镁合金的应用领域。之前，镁合金板材主要应用在军工和航空航天领域，近年来，国内军工用镁合金板带材需求量每年在5000t以上。民用需求量不多，主要因为前几年生产工艺不稳定，性能达不到要求，生产成本高，极大地限制了其他领域的使用。经过近几年的研究，镁合金板材轧制工艺的不断进步，生产成本逐渐下降，产品种类，规格不断增加，越来越被市场接受，在各个领域都得到了广泛的应用。
据不完全统计，很多领域不但开始使用镁合金板材，而且用量在不断的增长。电子产品行业原来大多采用压铸工艺生产镁合金制品，由于薄壁件压铸成型技术不成熟、成品率低、生产成本高等不利因素。目前，被易成型、低成本的镁合金薄板所代替，由原来的压铸成型转向板材冲压成型。全球每年电子产品对镁合金板材的需求量大约在5000~6000吨之间，其中镁合金板材在微型平板电脑中的用量就达到了4000吨。、
汽车工业之前就大量应用镁合金压铸件，现在对镁合金板材的需求量也在逐年增加。在提倡节能减排的大趋势下，减重成为汽车工业的焦点，汽车上原有的钢板、铝板部件被越来越多的镁合金板材所取代。据行业内不完全统计，在未来的2~3年内，汽车工业对镁合金板材的需求量将会达到1万吨。
高铁和城市轨道交通行业，也开始大量使用镁合金板材和型材，主要以镁合金蜂窝板等形式用于列车的车厢内壁和地板，座椅骨架、卧铺骨架、内衬板、物品架等，既能减重，又能吸收震动能量，降低噪音，增加列车的舒适性和安全性。按铁道部2006-2020年中长远发展规划，预计轻量化轨道列车每年增加1500台，将需求16～20万吨镁合金型材和板材。
医疗领域，镁合金具有优良和独特的物理、化学特点，其比强度和比刚度在金属材料中非常好，同时又具有良好的生物相容性，而且可以在生物体内自动进行降解，很多优于其他金属材料的性能，在医疗领域有着巨大的潜力和广阔的应用。有人预测到2020年将需求1万吨。
印刷领域对镁合金板材有着广泛的应用，而且对板材的需求量非常大，并且在急剧的增加。其实，早在40年前镁合金板材在印刷领域就开始大量应用，主要集中在欧美国家。国内一直以铜板、锌板为主，原因是国内一直无法生产印刷所需要的专用板材，且进口价格又非常高。但铜板、锌板在各方面性能上都没有镁合金板材好，且对环境的破坏非常严重，所以，随着国内市场需求开始供应镁合金板材，越来越多的铜板、锌板被镁板所替代。若将全部替换成镁合金蚀刻板，每年将需求7000吨。
模具领域里，镁合金板材也开始崭露头角。用镁合金板材雕刻后制作成为模具，在制鞋、装饰品制作等行业中都有着广泛的应用。
在纺织机械行业镁合金板材被用于制造无纺针机针板、综框板，预计未来几年需求量将达到300 t/a以上。
镁合金蚀刻板的应用及优势
印刷领域对镁合金板材的需求主要表现在烫金印刷上，也就是镁合金蚀刻板。制版过程为晒版、开版、酸洗、碱洗等几个步骤。加工后的成品安装在烫金机上直接使用。之前使用锌板、铜板，早在40年前，Magnesium Elektro(伊利可创镁业集团)公司便开始生产镁合金蚀刻板。由于锌板、铜板在制版过程中产生大量废液，无法回收，对环境污染特别严重，欧美国家逐渐使用镁合金蚀刻板替代了锌板、铜板。
目前，镁合金蚀刻板的市场需求量是非常大的，并且在急剧的增长。仅欧洲市场对镁合金蚀刻板的需求量就达到每年2000吨以上，其他大洲的需求总量也超过每年1000吨。现在，国内烫金印刷行业仍然在使用锌板、铜板，其需求量在每年7000吨以上，这些板材如用镁合金蚀刻板来代替，其需求量将达到每年1500吨以上。就烫金印刷这一个领域，全世界每年对镁合金轧制板材的需求量就超过4500吨以上。
镁合金蚀刻板性能分析
镁合金蚀刻板与锌板、铜板主要从以下几个方面进行对比：
制版时间
所以烫金版的制版工艺基本上是相同的。主要差异在蚀刻用时上，用相同的图案、同样要求的蚀刻深度，镁板需要5分钟，而锌板需要25分钟，铜板超过30分钟。
硬度
硬度是衡量烫金版的主要技术参数。在50℃以下时，镁板硬度92，锌板36，铜板96，当板材加热到100℃时，镁板硬度90，锌板30，铜板88。可以看出在达到烫金所需温度时，镁板硬度变化最小。这样直接影响到承印数量，相同条件下，镁板与铜板承印量都在20万次以上，而锌板为5万次以内。
成本及烫金效果
首先是制版成本，在同等面积、同等厚度、同等要求的情况下，使用镁板比锌板成本降低30%，比铜板降低70%。在烫金生产过程中，镁板比锌板、铜板的生产成本还有降低10%。
其次是烫金效果，镁合金蚀刻板在制版后，坡度合适、边缘锋利、硬度高，且在烫制生产过程中加热快、冷却快，烫金后的承印物表面十分光亮，与铜板效果相同，远远超过锌板。
镁合金蚀刻板的供应情况
镁合金蚀刻板的需求量是巨大的，但供应情况却一直处在被垄断的状态。Magnesium Elektro(伊利可创镁业集团)公司早在40年前便开始生产镁合金蚀刻板，其产品遍布全世界，对市场一直处于垄断地位。由于进口价格过高，且国内对环保要求不严格，国内市场一直使用锌板、铜板。
镁合金蚀刻板的生产技术壁垒主要是板基的生产，即镁合金板材的生产。目前镁板的生产主要有两种方法：传统轧制工艺方法、双辊铸轧工艺方法（挤压方法宽度受限暂不分析）。但由于镁合金蚀刻板对板基各项性能要求非常高，所以只能选用传统轧制工艺方法生产的轧制镁板，即变形镁合金板材。并且镁合金蚀刻板的板基对合金化的要求，即镁合金铸锭的要求也非常高。国内一直没有突破轧制镁合金板材的加工技术壁垒，所以市场没有得到发展。直到营口银河镁铝合金有限公司轧制出第一卷镁合金卷板开始，彻底打破了这40年的垄断局面。
营口银河镁铝合金有限公司经过近10年的技术攻关，与东北大学、北方重工共同合作，实现了高质量、大规格板坯的工业化生产，并且建设了中国第一条专业镁合金板材轧制生产线，完全拥有自主知识产权。目前年产镁合金蚀刻板200吨，成为中国首家，世界第二家能够生产供应镁合金蚀刻板的企业。