日前，弗赖贝格工业大学（TUBAF）研究人员正致力于推动镁成为一种不仅具有吸引力，而且更加气候友好的工业材料，为轻量化发展注入新的动力。TUBAF多个专业领域的研究团队联合工业合作伙伴，构建了一条贯穿始终的镁轻量化部件工艺链。

Part 1 降低镁加工过程中的能源消耗

据介绍，在整个工艺流程中，能源需求和CO2排放均得以降低——其中包括在熔炼和加热技术中引入氢气，尤其通过缩短工艺流程以及采用可冷成形的镁合金来实现减排。该研究联合体成功开发了多种轻量化产品示例，包括镁制电脑外壳、高速列车（如TGV）的轨道后座隔墙、运输集装箱铰链部件以及用于气垫救援艇的气流导管等。

Part 2 铸轧工艺降低成形复杂度

从板材生产开始，TUBAF的团队采用了创新工艺。通过铸轧技术，可直接生产厚度约为5mm的镁板材，从而减少后续成形工序。最终获得的镁部件在保持相当强度的情况下，比对应的铝部件轻约三分之一。由此，镁作为轻量化材料的潜力得以进一步释放，例如可应用于电动汽车、机械与车辆制造以及医疗技术等领域。

Part 3 三大核心模块实现气候友好型镁加工

新型制造工艺的第一大组成部分，是用最高可达100%气候中性的氢气替代化石燃料。将熔炼和加热工艺转换为氢能并进行高效能源结构优化，是实现镁材料未来气候中性和成本降低的关键步骤。研究人员再次借助数字孪生技术，更深入理解工艺过程并优化运行状态。

第二个关键环节是大幅缩短工艺路线。为实现镁熔体向半成品的快速转化，团队采用了集成于金属成形研究所的铸轧技术。在此过程中，铸造阶段产生的热量被直接用于后续成形，使得板材或线材在初步阶段即接近目标部件形状和尺寸，从而减少耗能耗时的后续加工步骤。第三个组成部分是采用含钙镁合金ZAX210。该合金在约200°C的相对较低成形温度下即可良好加工，使成形过程能够在明显更低温度下进行，同时不牺牲部件性能。

Part 4 新型镁合金加工技术的创新点

针对镁线材生产，研究团队开发了GieWaCon工艺，将线材铸轧技术与已在铜加工领域成熟应用的Conform工艺相结合，并首次成功应用于镁材料。由于该工艺可在室温条件下运行，可充分利用铸造过程中保留的热量，通过少量工序直接制得线材产品。所生产的镁线材直径可达1.6mm，可通过Conform工艺直接获得，或通过后续拉丝加工实现。

此外，项目还证明了缩短工艺路线原则可推广至其他成形技术。例如，所使用的镁合金已成功进行锻造，成形后的部件可立即进行去毛刺或铣削等后续处理。与此同时，一家工业合作伙伴开发了一种新型挤压工艺：先铸造成坯，再利用铸造余热直接进行挤压。形成的管材随后被切开并展开为板材，同样无需额外加热步骤。

Part 5 焊接与涂层技术完善镁材料研究体系

此外，研究团队还针对所有原型产品开展了表面涂层研究，以确保镁部件在实际工况下具备良好的耐腐蚀性能和使用可靠性。同时，项目团队分析并优化了多种焊接工艺，使其与所采用的镁合金相匹配，并针对不同示范产品进行专门开发。

未来，研究团队将与工业合作伙伴继续推进所开发的制造工艺路线，并拓展至更多部件及成形方法。为此，项目还专门开发了一款CO2计算工具，使企业能够构建并比较不同的镁成形工艺链。该工具名为CLEAN-Mag App，其目标是在工业流程中降低碳排放。