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镁合金是一种以金属镁为基础，加入其他元素如铝、锌、锰、锆、稀土等组成的合金材料。镁合金具有密度低、比强度高、阻尼减震性能好、易于回收再利用等特点，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子通讯等领域。镁合金可按照多种类型分类。
轻量化材料政策持续出台，产业应用和发展迎发展机遇。"十四五"期间，国家重点研发计划项目中包含"新型结构功能一体化镁合金变形加工材制造关键技术"、"高性能镁合金大型铸/锻成形与应用关键技术"、"高强轻质金属结构材料精密注射成形技术"、"高性能金属增强镁基复合材料及制备加工技术"等攻关项目，国家对镁合金产业高度重视，行业有望迎来重大发展机遇。
随着全球轻量化趋势的加强，镁合金作为理想的轻量化材料，其市场需求将持续增长。未来，机器人、航空航天、汽车、3C等领域对镁合金的需求将进一步扩大。
从技术进步的角度来看，镁合金行业将继续加大技术研发力度，推动技术创新。未来，高性能镁合金、新型成型工艺、高效表面处理技术等将成为研发热点。这将进一步提升镁合金的性能和稳定性，拓展其应用领域。
绿色环保也将成为镁合金行业发展的重点。随着环保意识的提高，镁合金行业将更加注重绿色环保生产，减少生产过程中的污染排放，提高资源利用效率。这既符合可持续发展的理念，也是行业未来发展的重要方向。
1、镁合金优势凸显，有望成为人形机器人轻量化的首选材料
常见的轻量化材料主要有三种:铝、镁、聚醚醚酮(PEEK)和碳纤维材料，铝和镁在价格上具有竞争优势。在汽车轻量化的应用中，目前铝的渗透率最高，根据阿拉丁测算，2024年新能源车单车用铝量已经达到218.88kg/辆，传统燃油车的单车用铝量也在逐步升高，到2025年约180.04kg/辆。相比于铝，镁和PEEK材料的减重会更加明显，但两者的缺点主要是成本较铝更高，近两年随着镁价回落，压铸技术提升，镁的汽车应用场景大幅扩张，后续有望成为人形机器人的机身材料。
PEEK是一种高温热塑性材料，具有耐高温、耐磨、耐腐蚀、自润滑等特性，广泛应用于电子、汽车、航空航天、军工和医疗等领域。PEEK材料最早由英国帝国化学公司于1978年开发出来，自问世后很长一段时间作为一种重要的战略国防军工材料被巴黎统筹委员会(COcOM组织)列为战略物资并实施严格的封锁和禁运。我国自主研发起步较晚，但发展迅速，国内产能持续爬升，中研股份已发展成为全球第四家PEEK年产能达到千吨级的企业。
从性能来看，碳纤增强的PEEK复合材料机械强度较高、密度较低。从密度来看，碳纤增强PEEK继承了碳纤维和PEEK轻量化的优势，在三种轻量化材料中密度最低，镁合金比PEEK复合材料稍高，铝合金则较重，比镁合金重50%。从机械强度来看，纯PEEK材料机械强度较低，但通过碳纤增强后，机械强度有明显提升，甚至强于传统材料钢铁，而镁合金和铝合金机械强度弱于钢铁，铝合金在抗拉强度上略有优势。尽管在机械强度和密度上占据优势，碳纤增强PEEK复合材料在熔点上仍有不足，虽然在塑料制品中属于耐高温的种类，但与金属材料相比熔点较低，难以应用在350度以上的高温环境下。
PEEK价格仍然偏高，应用扩展有待进一步降本。PEEK材料的价格目前仍处于高位，全球龙头英国威格斯售价在50万/吨以上，国产中研售价也在30万吨以上。国产价格具备一定优势，但与镁、铝等金属材料相比，仍高出10倍以上，不利于人形机器人的整体降本，后续的应用扩展还有待成本进一步下行。
当前镁性价比凸显。根据镁铝的密度关系，镁的密度比铝小1/3，因此按照重量计价时，镁价理论上可以是铝价的1.5倍，实际运行过程中，由于镁相对容易出现表面腐蚀的情况，部分镁产品需要进行表面处理，产生额外的成本，因此镁铝比常年落在1.1到1.3之间。截至2025年1月17日，镁铝比为0.877，低于合理区间，镁性价比凸显，有利于镁开拓新兴领域应用。
镁具有更低的密度(约1.8g/cm)，同体积比铝合金重量减少三分之一。乘用车整车中，重量最大的组件为白车身、动力系统及底盘系统，白车身重量占比28%，是目前车身轻量化减重的主要应用方向。使用镁合金和铝合金生产的白车身重量，分别为153kg、230kg，相比于基准的钢铁材料减重38.7%、59.2%，镁合金比铝合金减重33.4%，因此在汽车多个部件上，镁对铝形成了部分替代。
除了更轻之外，镁在减震性能和散热性能方面也要比铝更加优秀。一方面，由于人形机器人在工作过程中可能会涉及到物品的取放，包括液体物体的取放，对减震性能提出了一定的要求。另一方面，人形机器人在执行工作任务时，身体内部的驱动电机在承载负荷的过程中转速提升，会散发热量，对散热能力也提出了要求。
减震性能:镁是阻尼性能最好的结构材料。可用于控制噪音和增强结构的稳定性。利用此性能，镁合金制作的方向盘渗透率在过去十年中逐步提升。新兴应用领域中，座椅支架也利用了镁合金减震性能优异的特点。
散热性能:镁合金的散热性能比铝合金更好。AZ91D镁合金导热系数54W/mK;A380铝合金导热系数接近100W/mK，相差一倍。意味对于相同体积与形状的AZ91D与A380材料的散热器。某热源生产的热量(温度)由散热片根部传递到顶部的速度，A380比AZ91D快一倍。即A380材料的散热器根部与顶部的温度差，比A291D材料的散热器小。这意味着由A291D材料制作的散热片根部的空气温度与顶部的空气温度的温度差，比A380材料制作的散热片大，因此加速散热器内部空气的扩散对流，使散热效率提高。利用此特性，汽车中车灯散热支架和电驱壳体都有使用镁合金生产的产品。
2、机器人克体等部件可以使用AZ91D牌号镁合金
AZ91D和AM60B两个牌号占汽车用镁合金的90%。根据主添加元素的不同，镁合金可分为AZ系列(Mg-AI-Zn)、AM系列(Mg-Al-Mn)、AS系列(MgAl-Si)与AE系列(Mg-Al-RE)。AZ系列具有较佳的力学性能、铸造性能与耐蚀性能，且具有较高的屈服强度，常用于制造形状复杂的薄壁压铸件;AM系列多用于制造经受冲击载荷、安全性较高的服役部件。镁合金按照应用工况与服役载荷可分为8种，其中压铸镁合金与稀土镁合金近年来的需求量持续增加。与其他金属材料、工程塑料相比，镁合金密度低、减震性高、电磁屏蔽效果好、降噪性能优，且具有良好的加工成形与回收性能，在制造加工难度与材料应用发展两个维度都属于当今材料学领域的研究热点。
机器人壳体等部件可以使用AZ91D镁合金。AD91D镁合金密度只有1.7kg/m3，是铝的2/3，钢的1/4，强度高于铝合金钢，比刚度接近铝合金钢，能够承受一定的负荷，具有良好的铸造性和尺寸稳定性以及良好的阻尼系数，减震量大于铝合金和铸铁，非常适用于汽车领域，同时在航空航天、便携电脑、电器产品的壳体、小尺寸薄型或异型支架有着广泛的应用空间。
3、工业机器人开始推广使用镁合金
宝武镁业和埃斯顿机器人推出镁合金工业机器人新品"ER4-550-MI"。2024年12月，在南京举办的世界智能制造大会上，宝武镁业与埃斯顿机器人共同推出一款镁合金工业机器人新品"ER4-550-MI"，这款机器人结合了宝武镁业在镁合金材料领域的深厚技术积累和埃斯顿在机器人技术上的创新成果，其轻量化设计相较于铝合金版本减轻了自身11%的重量，该款机器人不仅提升了5%的节拍速度，还因其材料特性，在减震、电磁屏蔽和散热方面表现卓越，从而增强了稳定性。此外，能耗降低了10%，显著提高了运行效率。当前宝武镁业在机器人领域主要研发机器人的盖板，底座，控制臂等壳体部件。人形机器人减重大趋势下，镁合金材料有望在人形机器人骨骼、外壳等部件上使用。
