高性能稀土镁合金助力汽车行业迈向绿色环保

　　长春应用化学研究所
　　日前，由中科院长春应化所和长春一汽集团铸造有限公司承担的东北振兴科技行动计划重大项目“高性能稀土镁合金及其在汽车上的应用”通过由中科院院地合作局和东北办组织的项目验收。该项目拥有和应用国内第一套汽车用稀土镁合金压铸工艺和技术，取得了具有自主知识产权的系列创新成果，开发的几种汽车零部件已经实现量产，同时建成了我国最大的高性能稀土镁合金产业化示范基地，项目实施期间实现稀土镁合金产品销售收入8734万元。
　　进入21世纪，降低能耗，减少污染和改善人类赖以生存的环境已经成为全人类面临的共同主题。提高汽车的节能性和环保性最有效的办法就是汽车轻量化。稀土镁合金除具有传统镁合金质轻、减振降噪、抗电磁辐射、回收无污染等特点外，还具有耐热耐蚀、高强高韧、阻燃耐磨、易成型加工、抗高温蠕变等综合性能，是目前国际上最先进的新型结构材料，也是汽车结构件轻量化，提高节能性和环保性的首选材料。
　　我国的镁和稀土资源丰富，但在高端产品和产业化方面与世界强国相比还存在较大差距。吉林省拥有6亿吨的镁矿资源，同时作为我国汽车生产的重要基地，包括长春一汽集团在内的汽车制造业的改造发展也急需轻质、绿色的新型结构材料作为支撑。为此，加快稀土镁合金研发和产业化，迅速把我国和吉林省的资源优势转化为经济优势，提升我国在该领域的国际竞争力，业已成为国家的重大战略需求。
　　中科院长春应化所以国家需求为己任，面向国际镁合金材料发展的前沿态势，利用在稀土有色金属合金研发上较强的积累和优势，与一汽集团铸造有限公司合作，于2004年承担了东北振兴科技行动计划重大项目“高性能稀土镁合金及其在汽车上的应用”。经过近四年的艰苦拼搏，不懈开拓，课题组在孟健、张洪杰研究员的带领下，解决了稀土元素难加入和加入后合金成分不均匀的难题；突破了合金成份优化设计、稀土镁合金强化相、弥散相、熔炼技术和压铸、成品率控制等关键技术；研发出有自主知识产权和国际竞争力的新型稀土镁压铸合金(AZ91X)、高温高强稀土镁合金(MgGdY系列)、高强高韧稀土镁合金(MB26)等3种高强、耐热、抗蠕变新型稀土镁合金材料，解决了稀土镁合金在汽车零部件制品上熔炼工艺、压铸工艺、合金流动性不好，充型困难等关键技术，研制了多种稀土镁合金汽车零部件，初步在汽车行业得到应用。
　　该项目启动以来产业化进展顺利。2005年12月，完成了800吨、1000吨和1400吨镁合金压铸机的安装与调试，并开始试生产；2006年首次在我国制备出耐热、抗蠕变的稀土镁合金汽车汽缸盖，并应用在重卡汽车460马力发动机上，实现4万件/年生产能力，从而结束了我国重卡汽车零部件没有镁合金材料的历史；2006年6月，应化所与长春市科技发展公司、长春科技风险投资公司共同创建的“长春中科希美镁业有限责任公司”正式成立；2007年8月，应化所与市科技局、吉林大学、一汽集团铸造有限公司、长春客车股份有限公司等12家单位共同组建了“长春市高性能稀土镁合金产学研技术创新战略联盟”，以政府为引导，产学研结合，集成长春市稀土镁合金优势创新资源，加速高技术成果转化，迈出了高性能稀土镁合金产业加快发展的历史性一步。
　　目前该项目已具备年产百吨稀土镁中间合金和年产千吨稀土镁应用合金的技术生产能力，成为我国最大的稀土镁合金产业化示范基地。合作企业长春一汽集团已形成了年产1500吨镁合金压铸件的生产能力。开发的几种汽车零部件已经实现量产：已批量生产镁合金方向盘30万件，460马力镁合金汽缸罩盖10万件，天汽汽缸罩盖和链条室罩盖20万件，其性能达到或超过国外同类产品水平，产品合格率达95%以上。项目实施期间应化所稀土镁合金基地和一汽铸造公司实现稀土镁合金产品销售收入8734万元。
　　该项目的产业化必将对中国汽车工业产生深远影响。除满足一汽集团开发性能先进的汽车整车和汽车零部件外，还能为东北和国内制造业的改造和优化提供稀土镁合金新技术和新材料支撑，同时通过出口技术含量和附加值高的稀土镁合金制品，改变目前大量出口粗镁的局面，从而提高我国制造业产品的国际竞争力。一个以稀土镁合金技术为核心的镁合金应用产业正在迅速形成。