中科院與一汽合作開發(fā)稀土鎂合金取得新突破

 

    日前，由中科院長春應(yīng)化所和一汽集團鑄造有限公司承擔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)化所科研處項目負責人孟健近日對記者說。

 

　　進入21世紀，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、回收無污染等特點外，還具有耐熱耐蝕、高強高韌、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。”孟健對記者說。

 

　　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)上較強的積累和優(yōu)勢，與一汽集團鑄造有限公司合作，幾年前承擔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，提出了許多獨創(chuàng)性的解決辦法?！泵辖τ浾哒f?！坝捎阪V和稀土的熔點不同，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)、高溫高強稀土鎂合金(MgGdY系列)、高強高韌稀土鎂合金(MB26)等3種高強、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)化進展順利。該項目當年完成了800噸、1000噸和1400噸鎂合金壓鑄機的安裝與調(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)動機上，產(chǎn)能達到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、長春科技風險投資公司共同創(chuàng)建的“長春中科希美鎂業(yè)有限責任公司”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，其性能達到或超過國外同類產(chǎn)品水平，產(chǎn)品合格率達95%以上。

 

　　孟健告訴記者，當前，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)生深遠影響。

 

　　除滿足一汽集團開發(fā)性能先進的汽車零部件外，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。