重庆大学镁合金研发团队依托全国唯一的国家镁合金材料工程技术研究中心，是全球规模领先的镁合金全链条研发平台，覆盖新材料开发、成型工艺、零部件量产、防腐防护、成套装备、成果转化完整能力。团队由中国工程院潘复生院士领衔，累计开发 600 余种镁合金，其中 60 余种实现产业化，服务某造车新势力、某造车央企、某科技龙头、某电池龙头、某镁产业龙头等头部企业，落地一体化超大压铸车身、电池箱体、电驱壳体等多项标杆量产方案。
丁杰航老师在作报告，励展博览集团
本次报告系统拆解了镁合金轻量化的行业背景与核心需求，详解了团队在材料设计、产品开发层面的技术成果与落地案例。以下为报告内容整理，在“国纳说镁”平台独家全网首发。
一、行业背景与轻量化需求
本次分享主要围绕四大维度展开：行业背景与需求、材料设计与开发、产品开发案例、研发平台与团队介绍。
1、轻量化势在必行
轻量化是制造业发展的必然趋势，核心逻辑清晰可证：
能耗与动能直接相关，公式为E=½mv²，质量越小，能量消耗就越低，无论燃油车还是电动车，减重都能直接实现节能。
其次是成本因素，当前工业产品多以重量计价，部件越轻，综合成本越低；同时镁合金力学性能已与铝合金接近，具备材料替代的性能基础。
第三是空间价值，结构件减重后，能为车载智能化设备腾出更多安装空间。当前新能源车自重普遍偏高，核心原因是三电系统与智能化设备占用了大量重量与空间，轻量化是破局的关键路径。
此外还有政策驱动，有消息称未来或将执行重量相关税费，车辆自重越高，税费成本越高。车辆自重提升会加剧路面损耗，在养路费征收机制变化的背景下，轻量化的政策导向会愈发明确。
2、镁及镁合金的核心优势
镁合金是目前最轻的金属结构材料，核心优势体现在三方面：
- 密度低：密度仅为铝的 2/3、钢的 1/4，减重效果显著；
- 功能特性优异：阻尼减振、电磁屏蔽、导热散热性能突出；
- 资源储量充足：中国镁储量占全球 70% 以上，可开采年限长达数千年，远优于铁、铝等金属资源。
3、全球镁合金研究进入爆发期
2000 年至今的二十余年间，全球镁合金领域年度研究论文从 2000 余篇增长至 13000 余篇，技术研究的持续深入为产业应用提供了扎实的理论与技术支撑。其中中国的研究贡献位居全球首位，而重庆大学的相关研究产出在国内处于领先水平。
4、镁合金的应用价格优势持续凸显
从产业规模看，镁合金应用量持续增长，全年应用规模正向 120-130 万吨迈进。
价格层面，铝价近期虽有回落，但从工信部原材料司的相关信息来看，铝价长期仍存在上涨趋势，到 2030 年有望达到 28000 元 / 吨左右。支撑因素包括：国内铝土矿资源匮乏，每年从几内亚等非洲国家进口约 1 亿吨，对外依存度高；叠加全球能源成本上行，电解铝成本持续承压。当前电解铝生产成本约 15000 元 / 吨，行业盈利空间充足，长期来看镁铝价格差将持续拉大，镁合金的应用边界也将不断拓展。
丁杰航老师在作报告，励展博览集团
当前镁合金的应用场景已覆盖汽车、二轮电动车、电子信息、轨道交通、航空航天、建筑、手动工具、医疗装置、体育休闲等诸多领域。
从经济性测算，“以镁代铝” 的收益十分可观：当前铝价约 22000 元 / 吨，镁价约 17000 元 / 吨，单公斤价差 5 元；叠加镁密度仅为铝的 2/3，按结构刚度折算，即便仅减重 1/5，镁合金的材料成本也仅为铝合金的 60% 左右。以一件 10 公斤的铝合金件为例，材料成本约 220 元；替换为镁合金后重量约 8 公斤，材料成本仅 136 元，单件可节省近百元，在大件、批量生产场景下降本效益极为突出。
5、核心应用场景需求
1）汽车领域
镁合金在汽车上的应用已十分广泛，包括方向盘骨架、显示屏支架、空调支架、仪表盘支架、中控支架、座椅骨架、车门骨架、变速箱壳体、转向锁、电池箱等部件。其中镁合金方向盘骨架已在 80% 以上的汽车上大规模应用，仪表盘支架、中控支架等大尺寸零部件也在高端品牌中批量落地。
丁杰航老师在作报告，励展博览集团
2024 年全球汽车产量约 9000 万辆，我国产量超 3100 万辆，其中新能源汽车超 1200 万辆，镁合金在汽车领域应用潜力巨大，行业目标单车镁合金用量为 30-100 公斤。
2）摩托车 / 二轮电动车领域
镁合金在摩托车上的应用早在 2001 年就已实现量产。近年二轮电动车轻量化需求爆发，国家明确标准：锂离子电池整车重量不超过 55 公斤，铅酸电池整车不超过 65 公斤，且塑料用量受限，镁合金成为满足国标限重的核心方案。当前二轮车领域镁合金应用快速扩容，同时一体化车身的趋势也进一步拓展了应用空间。
3）低空经济与机器人领域
低空经济与机器人是镁合金的新兴增量市场，虽整体总量不大，但属于高附加值赛道。以人形机器人为例，整机自重约四五十公斤，扣除电机、电池后，结构件重量有限，但轻量化需求明确，吸引了大量企业布局。
总体来看，当前产业应用对镁合金提出了更高要求：部件结构更复杂、尺寸跨度更大，工艺上需满足充型、阻燃、导热等要求，力学性能标准持续提升，同时成本需与铝合金具备可比性。而当前镁的价格与密度优势，恰好为大规模替代提供了成熟条件。
二、镁合金材料设计与开发
1、镁合金比强度大幅提升
经过持续研发迭代，镁合金的强度与塑性均实现显著提升，当前主流镁合金力学性能已与常规铝合金（如 ADC12、A360、6061 等）十分接近。在材料替换场景中，仅需对结构进行针对性优化，即可满足性能要求。
2、全谱系新材料开发成果
重庆大学团队累计开发了 600 余种不同成分的镁合金，其中 60 余种实现了不同程度的产业化应用，形成 16 个国家牌号、9 个国际牌号，覆盖变形镁合金、铸造镁合金全品类。
针对汽车等行业的差异化需求，团队可提供定制化材料开发服务，打破传统 AM50、AM60、AZ80、AZ91、ZK60、AZ31 等有限标准牌号的局限，适配多元应用场景。
3、半固态镁合金 - CMS 系列
针对半固态成型赛道，团队开发了 CMS1 至 CMS5 系列半固态镁合金，可匹配不同强度与延伸率的组合需求，适配一体化压铸等新兴工艺。
4、高耐蚀镁合金 - CMRC 系列
针对行业关注的耐蚀性痛点，团队将镁合金耐蚀性划分为 CMRC-I 级至 V 级共五个等级，企业可根据实际工况需求分级选用，在满足性能要求的同时控制材料成本。
丁杰航老师在作报告，励展博览集团
其中低成本耐蚀镁合金通过成分优化与第二相调控，腐蚀速率可低至 0.09 毫米 / 年，经 240 小时盐水浸泡后表面仍保持完整。
5、导热镁合金 - CMFC 系列
针对新能源电驱壳体等散热需求场景，团队开发了专用导热镁合金，极限拉伸强度可达 259 兆帕，热导率可达 131.9W/(m・K)，兼顾结构强度与散热性能。
三、产品开发案例
1、标准化产品开发流程
团队已形成完整的产品开发闭环：从客户需求出发，经建模仿真确定工艺、材料与模具方案，最终完成样件试制并推动规模化生产。一款全新合金搭配全新产品，最快 4 个月即可完成从研发到落地的全流程。
开发过程中深度应用仿真技术，基于试样性能与缺陷规律，通过模型推演预测复杂铸件关键位置的屈服强度与塑性，以此优化产品结构、材料选型与工艺参数（如冷却系统、模流设计），大幅提升开发效率、降低试错成本。
2、配套装备开发能力
团队同时具备装备研发与优化能力：
- 熔炼炉设计制造：自主研发的熔炼炉已实现数百台的市场应用；
- 压铸系统优化：与某三家压铸企业等主流设备厂商合作，开展压铸系统结构优化。例如通过优化坩埚内部结构，控制熔体氧化物夹杂，降低热裂倾向，可将压铸良率从 70% 提升至 90%。
此外团队可提供零部件模具结构设计与开发服务，覆盖从方案到量产的全环节。
3、典型产品案例
1）高压压铸汽车内饰件
- 镁合金仪表盘支架（CCB）：该产品 20 年前已在瑞典造车巨头实现应用，当前五家传统和新势力造车企业等品牌均已批量采用。相比铝合金构件减重 35%-50%，阻尼模态频率提升 10-15Hz，抗碰撞性能显著提升。
- 镁合金中控支架：同样为成熟量产方案，已配套多家主流车企。
- 镁合金座椅骨架：历经多年研发迭代，已在某新锐造车企业全系列车型量产应用，当前正与更多车企合作开发更高要求的座椅靠背部件。
- 镁合金电池端板：为某电池龙头配套开发，用于电芯两侧固定限位。在电池包重量卡标的场景下，替换镁合金可快速实现减重达标。
- 镁合金前端模块：曾为美国汽车巨头 F150 开发相关方案，当前正与某安汽车推进合作落地。
2）高压压铸一体化超大铸件
团队已实现一体化超大镁合金铸件的技术突破，代表产品为后地板与电池箱盖，投影面积达 2.2 平方米，产品自重 42 公斤，含浇注系统总重约 58 公斤。
该技术已落地某某斯量产项目，在赛力斯央视发布会上，全球最大的量产一体压铸镁合金后车体正式发布，实现行业从 0 到 1 的技术突破：减重 21.8%，整体性能提升 10% 以上，全生命周期碳排放减少 15%，电磁屏蔽性能提升 2 倍，阻尼减震性能提升 2.5 倍。
3）电池箱壳体
团队早年间已为某企业开发镁合金电池箱壳体，相比钣金钢铁件减重 23 公斤，同时导热、减震性能均得到提升。产品尺寸规格丰富，最大高度可达两米级。
4）高压压铸二轮车铸件
镁合金二轮车轮毂、发动机左右端盖等部件，早在 20 年前就已实现量产，当前与某重庆企业合作，采用挤压铸造工艺生产。
二轮车零部件开发覆盖结构设计仿真、功能样件试制、台架实验、道路实验全套流程，可满足国标合规与性能要求。
5）汽车轮毂
团队覆盖锻造与半固态两种成型工艺的轮毂开发：
- 锻造镁轮毂：某造车巨头车型配套的锻造镁轮毂已服役 8 年，磕碰与腐蚀均处于稳定状态；更早的样品服役 18 年，表面仅出现氧化发黑，腐蚀不会持续向内发展，验证了镁合金的长期耐蚀可靠性。团队与某某卡开展合作，开发流程涵盖结构优化、仿真分析、锻压坯料制备、旋压成型全环节。
- 半固态成型轮毂：通过 CAE 仿真对标弯曲、径向、13 度冲击三大国标工况，完成结构与模具设计，已开发出 16 寸、20 寸、21 寸等多规格产品，为某某维、某某斯等企业提供样件并进入测试阶段。
6）半固态仪表盘支架
为某巨头开发的半固态工艺仪表盘支架，完成成型分析、模具设计与现场试制，累计生产 2000 余件，成品率表现优异，获得客户认可。
7）电驱壳体
覆盖高压压铸与半固态两种工艺路线：
高压压铸方案与某汽合作，团队开发的专用材料经测试完全达标，表现优于同类方案； 半固态方案与两家巨头等企业开展合作，满足客户定制化需求。
8）板材与锻件
针对镁合金密排六方结构、滑移系非对称的特点，团队提出非对称加工工艺，大幅提升了镁合金板材的加工效率，经处理的板材可在室温下实现复杂成型。
该技术已落地 3C 与高端制造场景：微软 Surface Pro 等笔记本电脑采用了相关镁合金板材；超轻镁锂合金板材（密度仅 1.5）应用于卫星构件；同时与歌尔、字节跳动合作，将镁铝合金应用于 VR 设备产品。
锻造产品主要应用于航天领域，锻造后材料性能更均匀，可满足卫星等产品的高强度要求，流程涵盖锻造成型与后续机加工。
9）腐蚀防护与连接技术
针对行业普遍关注的腐蚀与电偶腐蚀问题，团队形成了全套解决方案：
实车验证：某巨头 F150 的镁合金前端模块服役 12 年，仅做简单电泳喷漆，外观状态良好；散热器支架在美国俄亥俄州高盐融雪环境下服役 17 年，含螺栓连接位置均保持完整，仅需搭配普通铝垫片即可控制电偶腐蚀。 实验室验证：标准螺栓连接场景下，搭配铝垫片、达克罗处理紧固件即可实现稳定服役；采用铝制紧固件效果更佳。 高端涂层方案：“磷化 + 缓蚀剂 + 电泳涂层” 可通过 72 小时铜加速盐雾试验（相当于 720 小时中性盐雾）；磷化钝化加喷粉工艺可耐受 1000 小时中性盐雾，已应用于两家造车巨头的高要求产品。针对导电防腐需求，可配套化学镀镍工艺。 连接工艺：掌握摩擦焊、穿刺铆、自攻铆等多种连接技术，经主机厂实测，镁合金连接后的疲劳寿命表现优于铝合金。
四、研发平台与团队简介
1、核心研发平台
团队隶属于重庆大学材料科学与工程学院，依托五大核心研发平台开展工作，是国内镁合金领域最高规格的研发载体：
- 国家镁合金材料工程技术研究中心：2007 年由科技部批准成立，是全国唯一冠名 “镁合金” 的国家级专业研发平台，具备行业排他性；
- 高端装备铸造技术全国重点实验室：偏向基础研究方向；
- 中国镁铝合金超大铸件研发中心：与宝武镁业等企业联合成立，聚焦大型复杂压铸件研发；
- 中国轻量化金属材料及产品协同创新平台：由中国产学研合作促进会批准，主打产学研用协同；
- 明月湖实验室：重庆市政府与重庆大学共建的四大市级实验室之一，以材料学科为核心。
2、运行机制与人才队伍
团队以服务国家战略、服务产业急需为愿景，构建了从基础研究、技术研发到工程开发的完整链条，推动镁产业发展与基础研究进步，实现大规模产业应用。
团队由潘复生院士领衔，汇聚长江学者、杰青、优青等各类国家级人才，形成了完整的人才梯队。潘复生院士曾担任 9 年 ISO 镁及镁合金技术委员会主席，在全球镁行业拥有重要话语权；同时创办了国际镁学会，以及镁合金领域顶级期刊《Journal of Magnesium and Alloys》—— 这是镁合金领域唯一的专业学术期刊，影响力位居全球前列。
3、行业贡献与科研成果
作为行业引领者，团队承担大量国家与地方产业发展咨询任务，为多部委、地方政府提供系统性产业研究报告。
国家镁合金材料工程技术研究中心，明月湖
科研项目层面，团队覆盖 973 项目、重点研发计划、国际合作重大项目等所有类型国家级重点项目；论文与专利产出规模位居全球首位；在科学出版社出版专著 6 部；牵头制定国际标准、国家标准、行业标准 30 余项；斩获国家科技进步二等奖等多项荣誉。团队始终以实际应用、推动产业发展为核心目标，奖项为附加成果。
4、产业展望与成果转化
团队预测，到 2030 年国内汽车用镁合金规模有望达到 200 万吨。
为推动技术成果落地，团队成立了成果转化平台公司 —— 重庆国铸新材料科技有限公司，主要提供四类合作模式：
- 技术服务：为企业解答生产技术问题、开展人员培训，覆盖一线工人、技术人员到管理骨干的全层级知识赋能；
- 技术赋能：以技术入股形式与企业深度绑定，联合开展研发与产业化；
- 新材料新工艺开发及授权：为企业定制开发专属材料与工艺，收取开发费与授权费，一事一议；
- 差异化材料生产：量产供应团队自研的定制化镁合金材料，区别于市面通用标准牌号，助力企业打造差异化产品竞争力。
2026镁基新材料应用发展论坛启幕，励展博览集团
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