中科院與一汽集團(tuán)合作開發(fā)稀土鎂合金取得新突破

 

    日前，由中科院長春應(yīng)化所和一汽集團(tuán)鑄造有限公司承擔(dān)的東北振興科技行動計劃重大項目“高性能稀土鎂合金及其在汽車上的應(yīng)用”通過由中科院組織的項目驗收。 

 

　　該項目取得了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新成果，開發(fā)的幾種汽車零部件已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)，同時建成了我國最大的高性能稀土鎂合金產(chǎn)業(yè)化示范基地，項目實施期間實現(xiàn)稀土鎂合金產(chǎn)品銷售收入8734萬元。

 

新材料加速汽車輕量化

 

　　“這是我國首次將高性能稀土鎂合金應(yīng)用到汽車零部件生產(chǎn)中。國內(nèi)汽車零部件的生產(chǎn)對鎂合金的應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛，但在鎂合金中添加稀土，增加材料的耐熱性、抗腐變性，這還是第一次?！敝锌圃洪L春應(yīng)化所科研處項目負(fù)責(zé)人孟健近日對記者說。

 

　　進(jìn)入21世紀(jì)，降低能耗，減少污染和改善人類賴以生存的環(huán)境已經(jīng)成為全人類面臨的共同主題。提高汽車的節(jié)能性和環(huán)保性最有效的辦法就是汽車輕量化。據(jù)了解，從2000年開始，“高性能稀土鎂合金及其在汽車上的應(yīng)用”的研發(fā)項目即被列入日程，當(dāng)時國家在“十五”規(guī)劃中提出要大力發(fā)展高性能新材料。稀土鎂合金除具有傳統(tǒng)鎂合金質(zhì)輕、減振降噪、抗電磁輻射、回收無污染等特點(diǎn)外，還具有耐熱耐蝕、高強(qiáng)高韌、阻燃耐磨、易成型加工、抗高溫蠕變等綜合性能，是目前國際上最先進(jìn)的新型結(jié)構(gòu)材料，也是汽車結(jié)構(gòu)件輕量化，提高節(jié)能性和環(huán)保性的首選材料。

 

　　“在我國，稀土鎂合金的應(yīng)用具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，因為我國的鎂和稀土資源豐富，其中鎂的儲量占世界儲量的40%，稀土儲量占世界儲量50%以上?！泵辖τ浾哒f。

 

　　吉林省擁有6億噸的鎂礦資源，同時作為我國汽車生產(chǎn)的重要基地，包括一汽集團(tuán)在內(nèi)的汽車制造業(yè)的改造發(fā)展也急需輕質(zhì)、綠色的新型材料作為支撐。為此，加快稀土鎂合金研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，迅速把我國和吉林省的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，提升我國在該領(lǐng)域的國際競爭力，成為國家的重大戰(zhàn)略需求。

 

克服困難  創(chuàng)新研發(fā)

 

　　中科院長春應(yīng)化所以國家發(fā)展為己任，面向國際鎂合金材料發(fā)展的前沿態(tài)勢，利用在稀土有色金屬合金研發(fā)上較強(qiáng)的積累和優(yōu)勢，與一汽集團(tuán)鑄造有限公司合作，幾年前承擔(dān)了東北振興科技行動“高性能稀土鎂合金及其在汽車上的應(yīng)用”重大項目。

 

　　“在稀土鎂合金的材料開發(fā)過程中，遇到過一些困難，項目組的科研人員群策群力、開動腦筋，提出了許多獨(dú)創(chuàng)性的解決辦法。”孟健對記者說?！坝捎阪V和稀土的熔點(diǎn)不同，在合金開發(fā)過程中會遇到麻煩。為此，我們通過化學(xué)的方法，將稀土和鎂‘中間合金’，然后再進(jìn)一步完成新材料的最終開發(fā)?！?

 

　　經(jīng)過近幾年的艱苦拼搏，不懈開拓，課題組在孟健、張洪杰等研究員的帶領(lǐng)下，解決了稀土元素難加入和加入后合金成分不均勻的難題，攻克了合金成份優(yōu)化、熔煉、壓鑄等關(guān)鍵技術(shù)難關(guān)，研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)和國際競爭力的新型稀土鎂壓鑄合金(AZ91X)、高溫高強(qiáng)稀土鎂合金(MgGdY系列)、高強(qiáng)高韌稀土鎂合金(MB26)等3種高強(qiáng)、耐熱、抗蠕變新型稀土鎂合金材料，解決了稀土鎂合金應(yīng)用在汽車零部件上遇到的關(guān)鍵技術(shù)難題，為汽車零部件廣泛采用稀土鎂合金技術(shù)，奠定了基礎(chǔ)。

 

產(chǎn)業(yè)化初見規(guī)模

 

　　該項目自2006年啟動以來產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展順利。該項目當(dāng)年完成了800噸、1000噸和1400噸鎂合金壓鑄機(jī)的安裝與調(diào)試，并開始試生產(chǎn)。去年在我國首次制造出耐熱、抗蠕變的稀土鎂合金汽車汽缸蓋，并應(yīng)用在重卡發(fā)動機(jī)上，產(chǎn)能達(dá)到4萬件，從而結(jié)束了我國重卡零部件沒有鎂合金材料的歷史。同時，中科院長春應(yīng)化所與長春市科技發(fā)展公司、長春科技風(fēng)險投資公司共同創(chuàng)建的“長春中科希美鎂業(yè)有限責(zé)任公司”宣告成立。該所與長春市科技局、吉林大學(xué)、一汽集團(tuán)鑄造有限公司、長春客車股份有限公司等12家單位共同組建了“長春市高性能稀土鎂合金產(chǎn)學(xué)研技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”，以政府為引導(dǎo)，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，集成長春市稀土鎂合金優(yōu)勢創(chuàng)新資源，加速高技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，邁出了高性能稀土鎂合金產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵一步。

 

　　目前該項目已具備年產(chǎn)百噸稀土鎂中間合金和千噸稀土鎂應(yīng)用合金生產(chǎn)能力，成為我國最大的稀土鎂合金產(chǎn)業(yè)化示范基地。合作企業(yè)一汽集團(tuán)已形成了年產(chǎn)1500 噸鎂合金壓鑄件的生產(chǎn)能力。開發(fā)的幾種關(guān)鍵汽車零部件已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)。已批量生產(chǎn)鎂合金方向盤30萬件、鎂合金氣缸蓋10萬件，其性能達(dá)到或超過國外同類產(chǎn)品水平，產(chǎn)品合格率達(dá)95%以上。

 

　　孟健告訴記者，當(dāng)前，稀土鎂合金在汽車上的應(yīng)用尚處于起步階段，但材料本身具備的諸多優(yōu)勢已經(jīng)讓人看到，未來的應(yīng)用前景將非常廣闊。該項目的產(chǎn)業(yè)化必將對中國汽車工業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

 

　　除滿足一汽集團(tuán)開發(fā)性能先進(jìn)的汽車零部件外，稀土鎂合金新技術(shù)還能為國內(nèi)制造業(yè)改造和優(yōu)化產(chǎn)品提供新材料支撐。同時，通過出口技術(shù)含量高和附加值高的稀土鎂合金制品，可改變目前國內(nèi)大量出口粗鎂的局面，從而提高我國制造業(yè)產(chǎn)品的國際競爭力。