镁合金能否成为新的汽车轻量化材料：价格腰斩

报告要点 镁合金的价格大幅下降和技术进步可能会促其成为比肩铝合金的新轻量化材料。镁合金是一种常用的轻量化金属，其密度大约是铝合金的67%。 以往主要应用领域是3C行业，在汽车领域的应用比例偏低，只有少量零件如 仪表盘支架等会用镁合金铸造制成。导致汽车行业镁合金应用比例偏低主要原 因有两个：前几年镁合金价格高企，成本难以控制；另外镁合金的耐蚀性较 差导致其与外界接触容易发生腐蚀。 价格腰斩的镁合金带来新的希望。目前部分供应商已经初步突破了镁合金的耐腐蚀难题，这种技术进步为镁合金更多的应用方向提供了基础。而自20 23年以来，镁合金价格下探至与铝合金大约同价的水平，价格几乎腰斩，这两个变化或许会为汽车轻量化材料带来新的突破与变革。 资料来源：Wind，聚源 内容目录 1.镁合金比铝合金具备更好的轻量化减重效果.............................................................................................32.镁铝之争，镁合金缘何落败？.....................................................................................................................32.1.镁合金的耐蚀性较差..............................................................................................................................32.2.镁合金历史价格较高..............................................................................................................................33.镁合金耐蚀性的技术突破-中铝成功研制新型不锈镁合金........................................................................34.镁合金价格回落消除了其应用的成本压力.................................................................................................45.镁合金应用的加速突破.................................................................................................................................55.1.镁合金的传统应用..................................................................................................................................55.2.镁合金的新应用......................................................................................................................................56.结论.................................................................................................................................................................6风险提示............................................................................................................................................................6 图表目录 图表1：22年之前镁合金价格远高于铝合金..........................................................................................................................................................3图表2：SSMag与普通镁合金、防锈铝力学性能和腐蚀性能对比......................................................................................................................4图表3：镁合金板材制造工艺....................................................................................................................................................................................4图表4：23年以来镁合金价格下滑至与铝合金持平..............................................................................................................................................4图表5：镁合金与铝合金成本之比（单位体积用料）............................................................................................................................................5图表6：镁合金驱动电机壳体....................................................................................................................................................................................6图表7：镁合金电池包壳体........................................................................................................................................................................................6 1.镁合金比铝合金具备更好的轻量化减重效果 伴随着新能源汽车的发展，铝合金作为轻量化材料大量用于车身制造。而镁合金密度 大约在1.8g/cm3左右，大约是铝合金密度的67%左右，是一种比铝合金更轻的轻金属。从 材料轻量化效果的角度考虑，镁合金会比铝合金具备更好的轻量化效果。为了实现更好的轻 量化效果，镁合金具备成为新的轻量化材料的可能性。 2.镁铝之争，镁合金缘何落败？ 目前在汽车轻量化领域，铝合金已经成为一种应用非常广泛的合金材料，而镁合金用量较 少。据云海金属信息，2022年国内镁合金单车用量仅有3-5公斤，而北美市场镁合金单车 用量大约15公斤。而从serich公司公布的信息来看，2019年中国纯电和插混车型的铝合金 用量大约是143/189kg，铝合金用量明显远远超过镁合金。导致这种情况的原因主要有如下两个。 2.1.镁合金的耐蚀性较差 当暴露在空气环境中时，传统的镁合金无法像铝合金那样在金属表面形成一层致密的氧 化层隔绝空气，当接触水汽或其他导电介质的时候，容易被腐蚀，这种技术上的短板在很长 时间内制约了镁合金在汽车行业的进一步应用，所以以往镁合金在汽车行业主要用于与外界 隔开的干燥区域的零部件制造。 2.2.镁合金历史价格较高 镁合金前几年价格维持在较高位置（2021年SMM显示其价格高点达到了70000元/吨以上），导致镁合金在汽车行业的应用非常有限。这种情况一直持续到22年，在此期间 镁合金的高价格导致其应用范围较窄，主要是在一些价格敏感度较低的产业上有一定的使用。 资料来源：SMM，五矿证券 研究所 3.镁合金耐蚀性的技术突破-中铝成功研制新型不锈镁合金 中铝成功研制新型不锈镁合金“SSMag”。这种新型镁合金的耐蚀性已经与防锈铝A5 05 2的耐蚀性相当，远高于传统的镁合金，同时强度更高。但能否批量用于汽车行业还有待 行业的匹配性验证。 资料来源：中铝轻研，五矿证券研究 所 天镁新材料公司已经开发出最大宽幅1200mm的镁压延板材，为大型镁合金零件的制 造提供了原材料基础。制造过程采用了连续轧制的方式进行生产，质量稳定性较高。 资料来源：天镁新材料，五矿证券研 究所 4.镁合金价格回落消除了其应用的成本压力 从23年年中开始，镁合金价格开始回落，在经历了一定的波动之后，从24年3月之 后开始急剧下滑。目前镁合金价格已经基本与铝合金持平甚至更低，这种价格的反转使得未 来镁合金在汽车领域的批量化应用具备了成本上的可行性。 资料来源：SMM，五矿证券 研究所 考虑到具体成本，我们使用最新的价格测算并对比了两种合金的成本差异。对于同样 体积的金属而言，由于镁合金密度更小，用量降低，再加上最新的镁合金单价已经略低于 铝合 金，所以同样体积用料而言，镁合金的成本只有铝合金的64%左右。 5.镁合金应用的加速突破 随着新型镁合金防腐蚀能力的提升和制造工艺逐渐成熟，同时镁合金价格目前已经回 落到与铝合金持平的位置（图表4），以往制约镁合金应用的两大难题得到了解决，镁合金在 未来的应用前景向好。 5.1．镁合金的传统应用 镁合金的传统应用主要集中在汽车工业、3C产业、航空航天以及军工等领域。 镁合金在汽车工业中的应用：在汽车行业，镁合金原来主要用于发动机阀盖、变速箱 壳、仪表板基座、方向盘、座椅框架、汽车轮毂以及部分结构件等领域，应用范围有限。 3C产业：近几年3C产品朝着轻薄方向发展，镁合金轻质的特点满足了这个需求。因此 在3C产品的壳体上镁合金得到了大量的应用。 航空航天领域：经过改良的镁合金具有较高的比强度以及耐热性等特点，因此被广泛 用于飞机的发动机部件、支架结构、齿轮箱等。 军工领域应用：现代兵器同样有较高的轻量化需求，所以在武器装备中也大量采用了 高强度镁合金来制造部分结构件。例如在坦克装甲中，用镁合金制造坦克座椅骨架、变速 箱箱 体、发动机滤座等。 5.2．镁合金的新应用 镁合金在电驱动壳体的新应用：目前常见的驱动电机壳体是用铝合金压铸来制造完成，依靠铝合金的轻量化且耐腐蚀的特性来支持电驱的轻量化目标。而近几年随着镁合金的价 格下探到基本与铝合金持平的水平，镁合金在汽车电机壳体领域的应用越来越受到行业的关 注。镁合金除了原来在仪表支架和高端轮毂等方向的应用之外，现在行业内逐渐开始尝试使 用镁合金铸造来制造驱动电机壳体，因镁合金密度低于铝合金，这种电机壳体更加有利于 轻量 化。据SMM消息，上汽LS6等车型搭载的驱动电机壳体已经使用了镁合金作为原料。 资料来源：上汽智己官网