中科院與一汽合作開發稀土鎂合金取得新突破
日前，由中科院長春應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權的創新成果，開發的幾種汽車零部件已經實現量產，同時建成了我國最大的高性能稀土鎂合金產業化示范基地，項目實施期間實現稀土鎂合金產品銷售收入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用到汽車零部件生產中。國內汽車零部件的生產對鎂合金的應用已經較為廣泛，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。”中科院長春應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境已經成為全人類面臨的共同主題。提高汽車的節能性和環保性最有效的辦法就是汽車輕量化。據了解，從2000年開始，“高性能稀土鎂合金及其在汽車上的應用”的研發項目即被列入日程，當時國家在“十五”規劃中提出要大力發展高性能新材料。稀土鎂合金除具有傳統鎂合金質輕、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構材料，也是汽車結構件輕量化，提高節能性和環保性的首選材料。
“在我國，稀土鎂合金的應用具有得天獨厚的優勢，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的重要基地，包括一汽集團在內的汽車制造業的改造發展也急需輕質、綠色的新型材料作為支撐。為此，加快稀土鎂合金研發和產業化，迅速把我國和吉林省的資源優勢轉化為經濟優勢，提升我國在該領域的國際競爭力，成為國家的重大戰略需求。
克服困難 創新研發
中科院長春應化所以國家發展為己任，面向國際鎂合金材料發展的前沿態勢，利用在稀土有色金屬合金研發上較強的積累和優勢，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用”重大項目。
“在稀土鎂合金的材料開發過程中，遇到過一些困難，項目組的科研人員群策群力、開動腦筋，提出了許多獨創性的解決辦法。”孟健對記者說。“由于鎂和稀土的熔點不同，在合金開發過程中會遇到麻煩。為此，我們通過化學的方法，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。”
經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，攻克了合金成份優化、熔煉、壓鑄等關鍵技術難關，研發出具有自主知識產權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用在汽車零部件上遇到的關鍵技術難題，為汽車零部件廣泛采用稀土鎂合金技術，奠定了基礎。
產業化初見規模
該項目自2006年啟動以來產業化進展順利。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試，并開始試生產。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，并應用在重卡發動機上，產能達到4萬件，從而結束了我國重卡零部件沒有鎂合金材料的歷史。同時，中科院長春應化所與長春市科技發展公司、長春科技風險投資公司共同創建的“長春中科希美鎂業有限責任公司”宣告成立。該所與長春市科技局、吉林大學、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學研技術創新戰略聯盟”，以政府為引導，產學研結合，集成長春市稀土鎂合金優勢創新資源，加速高技術成果轉化，邁出了高性能稀土鎂合金產業化發展的關鍵一步。
目前該項目已具備年產百噸稀土鎂中間合金和千噸稀土鎂應用合金生產能力，成為我國最大的稀土鎂合金產業化示范基地。合作企業一汽集團已形成了年產1500 噸鎂合金壓鑄件的生產能力。開發的幾種關鍵汽車零部件已經實現量產。已批量生產鎂合金方向盤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品水平，產品合格率達95%以上。
孟健告訴記者，當前，稀土鎂合金在汽車上的應用尚處于起步階段，但材料本身具備的諸多優勢已經讓人看到，未來的應用前景將非常廣闊。該項目的產業化必將對中國汽車工業產生深遠影響。
除滿足一汽集團開發性能先進的汽車零部件外，稀土鎂合金新技術還能為國內制造業改造和優化產品提供新材料支撐。同時，通過出口技術含量高和附加值高的稀土鎂合金制品，可改變目前國內大量出口粗鎂的局面，從而提高我國制造業產品的國際競爭力。
