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年产10000吨镁合金铸件的可行性报告
一、概述
中国镁工业自20世纪90年代中期以来保持了高速增长势头。2007年原镁产量65.9万吨，原镁生产以每年15%的增长率，连续10年居世界首位。据统计，2007年国外原镁消费量为47.8万吨，中国镁产品出口40.8万吨，出口同比增长了16.65%。产品出口到70多个国家和地区，主要分布在欧洲、北美和亚洲三大地区，其消费量约占全球总消费量的3/4。国外共有5家金属镁生产厂家，总产量达11.5万吨。分别是美国、以色列、澳大利亚、俄罗斯等。国内镁需求继续保持旺盛的势头，2007年原镁消费量达到26.3万吨，同比增长68.05%。中国已成为继产镁大国、出口大国之后，又一个消费大国。
我国是镁资源大国，其储量为世界第一，又是生产大国---2007年原镁年产量66万吨；镁合金年产22.6万吨，比同年增长25%。又是出口大国---2007年出口40.8万吨。但不是科研技术领先和应用的强国。世界金属镁的产量虽然以每年20%的速度增长，可是我国的镁绝大部分仍以原料方式出口。其高附加值深加工产品极少，消耗了大量的能源。
面对传统的金属---钢铁、铜、铝资源的枯竭，现有资源预计使用寿命为15年左右。因此，世界发达国家争相进行开发，国外对镁合金材料及加工、应用设备的科研技术发展很快。对其科技投入和应用的力量及资金是惊人的，以此来争取主动提高国力，制衡世界局势，保持其霸权地位。
我国因为科技落后和镁的价格昂贵，以往多用于军事工业，普通工业及民用工业难以见到。改革开放以后，我国镁工业经过近20年的努力有了较大的突破。全面的制定出各项技术标准、规范和相关的发展规划政策，中央明确指出金属镁为《二十一世纪绿色工程的材料》，把这一工作提高到战略的高度。
从此，为我国镁产品的开发利用，掀开了新的历史性一页，并给于多项优惠政策，为镁产业的发展铺平了道路。在中国将出现一个广泛的开发应用的新高潮，镁合金铸造产业必将 是这一应用的排头兵。中国已经是世界镁大国，镁合金的发展水平不久将达到世界领先水平。台湾及西方发达国家看好巨大而有潜在的镁应用市场，镁合金原料供应充足，美国、加拿大、瑞士、日本、意大利等国纷纷来中国办厂，将生产基地转移到中国，并扩大生产规模，在深圳、上海、厦门、苏州、南京、青岛等地及东部沿海城市，并建立了科研部门。这充分证明了“镁的最大市场在中国”的预言。
二、镁合金的性能特点
镁被誉为绿色元素，它是地球储量最丰富，最轻的金属元素之一。镁的主要矿藏形式是白云石、菱镁矿、盐湖卤水等资源。我国的蕴藏量为世界第一，海水更是名副其实的镁资源。是取之不尽用之不竭的金属。镁的密度是1.74g/cm³；其合金的密度介于1.75-1.85之间，相当于铝的2/3，钛的2/5；钢的1/4，是轻量化的工程材料。与其他材料相比有如下独特性：
1、比强度、比刚度指标优于铝和钢。
2、具有很好的电磁屏蔽性，是制造电子器件壳体的理想材料。
3、阻尼性能好，适合于制造抗震零部件。
4、弹性模重较低，在弹性范围内承受冲击载荷时，所吸收能量比铝高50%，适宜于制造承受猛烈冲击的零部件。
5、镁合金的铸造性能优良，可以用几乎所有的铸造工艺成形。液态镁合金流动性优于铝合金，适于铸造复杂零件和大尺寸零件。镁单位体积的溶化潜热只有铝的2/3，溶化成本只有铝的2/3，比热只有铝的3/4，可节约大量的溶化能源。
6、镁合金在受到冲击或摩擦时，表面不会产生火花。
7、切削加工性能优良，其切削速度大大高于其他金属，不需要磨削、抛光处理，而且不使用切削液即可以得到光滑表面。加工成本低，加工能量仅为铝合金的70%。
8、耐腐蚀性能较好，相当于中碳钢。在室温大气中耐蚀性能并非象普遍认为的那样差。铸造件原始表面在长达15年里未发现明显腐蚀。
9、易于回收和再利用，是绿色环保的工程材料。
三、我国现行的铸造镁合金标准。
铸造镁合金力学性能
GB1177-91

合金牌号
合金代号
热处理状态
抗拉强度
b、N/mm2
屈服强度
0.2,N/mm2
伸长率
Ss,%
不 小 于
ZMgZN5Zr
ZM1
T1
235
140
5
ZMgZn4RE1ZR
ZM2
T1
200
135
2
ZMgRE3Zn2Zr
ZM3
F
120
85
1.5
T2
120
85
1.5
ZmgRE3ZnZr
ZM4
T1
140
95
2

ZMgA18Zn

ZM5
F
145
75
2
T4
230
75
6
T6
230
100
2
ZMgRE2ZnZr
ZM6
T6
230
135
3
ZMgZn8AgZr
ZM7
T4
265
—
6
T6
275
—
4

ZMgA110Zn

Zm10
F
145
85
1
F4
230
85
4
T6
230
130
1
四、镁合金铸造及其产品
镁合金在铸造工艺方面具有较大的适应性，几乎所有的铸造工艺都可以铸造。根据各类合金的特性和零件的要求，其铸造工艺有：砂型、金属型、压力铸造、壳型、低压铸造、冷凝树砂型等。镁合金铸件可以减轻机器结构的重量，从而提高其效率，降低能量消耗和增大发动机功率，提高运输机械的载重量和速度。尤其是它具有铸件的截面刚度随其厚度的立方成正比。所以当截面厚度增至2倍时，刚度将增到8倍，因此用它制造刚性的整体铸件十分有利。此时还可以减少零件数目、大量的铆钉、焊接和组合装配等工作。
据统计镁合金的耗用量90%用于铸造，而其中70%用于砂型铸造。值得乐观的是在科技高速发达的今天，加之原材料的创新和进步赋于了这一古老传统工艺无比强大生命力。
1、铸造成型工艺：我们选择砂型铸造，低压砂型铸造和真空密封砂型铸造三种。以上几种工艺应用十分广泛，成熟灵活。它具有投资少，见效快，铸造成本低，节约能源。尤其是砂型铸件优良，可以消除大部分变形，具有生产大尺寸较重的产品优势，它是压铸不能比拟的。利用我国稀土资源丰富优势，开发出了多种含稀土镁合金，如ZM2和ZM4等，合金强度高且蠕变性好，铸造性优良，可以制造非常复杂的铸件。
（1）砂型铸造是长期以来一直是铸造生产中最基本的工艺。它所用造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的生产不论是单件，成批大量的制造均能适应。
（2）低压砂型铸造非常适合于制造轻金属铸件，更适合于生产 薄壁件，可用于铸造航空及其特殊用途的镁合金铸件。其铸件质量好，成本低，节约原材料。
（3）真空密封砂型铸造：该成形工艺的铸件尺寸精度高和表面粗糙度细。造形时不需振动和敲击，容易起模。造型和铸件落砂的清理劳动强度小，型砂损失少，回收率可达95%以上，作业环境卫生条件好。比抛砂造型设备及劳动力用量均可节约30—40%。延长了模型及砂箱的寿命，生产周期短，成品率高，金属损失少，降低了铸造成本。
2.镁合金铸造产品
镁合金铸件不仅已在航空航天工业中广泛采用，而且还大量用于汽车、摩托车、电子、纺织、电影、林业采矿等机械中，以及日常生活用品的生产。
（1）产品的确定,我们对产品品种的选择应根据产品使用要求和环境条件，充分体现镁合金的独特性能而定。
a、具有很好的电磁屏蔽性，应大力开发电子器件的壳体及仪表壳等。
b、阻尼性能良好。适合于制造汽车，拖拉机的轮毂、壳体、振捣器、头盔等抗振零部件。
c、弹性模具低，适宜制造承受猛烈冲击的零部件。冲击钻、风镐、电动工具及采矿运输机械等。
d、镁合金由于密度小，重量轻，适宜制造经常迁移的器械如移动性支架，支座，炮架，账蓬架，手提工具。风力发电的电机及螺旋浆等。
（2）产品产量产值
a、产量，年产镁合金铸件总重量10000吨。
b、产值：各种铸件平均销售价35000元/吨。利润率5%,年产值:3.5×10000=35000万元
c、年净利润35000×5%＝1750万元
五、生产原料及辅助材料
1、原料鹤壁是镁工业生产基地，市场有原镁，重熔镁锭，各种牌号的镁合金锭的供应。货源充足，质量好，价格低可以随时供货，方便及时。镁合金锭平均售价2500元/吨。
2、辅助材料
熔炼就需的熔剂、炉料、漆加剂及其它工艺性材料，涂料等当地均有供应。
六、机械设备
1、生产设备
（1）熔炼炉10台，其中：GW 0.5-250-1 容量500kg 4台
GW 0.25－160－1容量160kg 3台
（2）保温炉 TYBL-500 容量500kg 3台
（3）铸造机械：铸造设备一套，包括碾砂机，混砂机，落砂机，造型机以及辅助设备的运输，提升机械，空压机等。其中造形机五台。
（4）热处理窑炉 5座
（5）清砂、浸洗设备 4台
2、供电设备及其设施
500KVA供电变压器及安装等 3台
3、供水设施：包括水泵、水池、管道等 3套
4、运输设备：厂内运输插车3台，汽车6台
5、化验设备：包括化验分析，制样，检测等全部仪器 3套
6、机修设备：包括机械设备，工具，材料满足生产维修需要。
七、职工人数：
全员人数：500人
一、生产人员430人
其中：
（1）工人400人
（2）技术人员30人
2、非生产人员：共70人
包括管理企业的各部门职能人员、保安、清洁人员等。
八、厂区及建筑面积
1、厂区占地面积为150亩，在鹤壁市工业区可以购置工业用地，每亩土地13万元。
2、建筑总面积20000平方米。
其中：（1）生产厂房 15000平方米。
（2）非生产建筑面积5000平方米，包括办公室、化验室、宿舍、食堂、仓库。
九、经济核算
经济核算一临览表
项目
单位
数量
金额（万元）
备注
一、生产设备及设施

1、熔炼炉
台
4
40

2、保温炉
台
3
8

3、铸造机械
套
3
90
全套铸造设备，其中造形机五台
4、热处理窑炉
座
5
25

5、清砂、浸洗设备
台
4
20

二、供电设备及设施

120
500KVA变压器、安装、厂区线路、
三、供水设施

30
水池、水泵、管道
四、运输设备

80
插车3台、汽车6台
五、化验设备

90

六、机修设备

60
全部机修设备
小计

563

七、土木建筑

10

该项目建设周期短，投资少，见效快，投资回收期短，仅三年多即可收回全部投资金额，效益可观。原材料充足，供应方便及时。地理位置交通条件好，供水，供电有保证适宜于建厂。为了缓解一性投资，建议也可分期建设，三种工艺择其一、可以尽快的投产见效。又可租凭厂房。工业区内现有大型标标厂房供租赁。交通、水、电条件具备，满足生产需要，每平方米收费3-5元。不仅可节省资金，也可早日投产。