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研究方向

中心是以稀土镁中间合金、高性能镁稀土应用合金和镁合金表面处理等为主要研究方向,不断开发新产品、新工艺、新技术、新装备,并将研发的成果实施产业化,达到实现经济效益和社会效益双丰收为目标的研发中心。

1)低成本稀土镁系列中间合金产品开发

由于稀土金属熔点一般较高,作为合金元素加入金属材料时,为防止偏析往往都是以中间合金(如稀土镁、稀土铝、稀土铜、稀土铁中间合金等)形式加入。以往以单质金属制备的中间合金生产成本高,极大阻碍了其在合金材料中的广泛应用。本工程中心通过进一步对稀土镁合金的开发研制,对一系列的稀土镁中间合金试验成功,使电解法生产稀土镁中间合金不再局限于镁钆和镁钇等两种合金,而是系列化,使产品的种类增加,这大大提高我中心稀土镁中间合金生产的能力及在国家稀土镁行业的位置,同时促进了省稀土镁合金的应用和开发。同时对某些有特色、运用较广的省重点新产品(高纯钆镁中间合金、富钇镁中间合金、高纯钇镁中间合金)进行工艺完善的技术工作,改进产品质量,推进产品的市场化,总销量已达数百吨,销售额数千万元,并在科技厅组织下进行鉴定,结果均达国内领先水平。

2)高性能镁稀土应用合金的研制开发

镁合金具有高比刚度、高比强度等卓越的机械性能以及良好的铸造性能,因而在本世纪成为交通运输、 3C 产品等支柱产业中最理想、最实用的轻质结构材料,近年来,其发展速度一直保持在 20% 以上。稀土金属化学活性特别强,是很好的变质剂,具有除氢、除氧、除硫、除氯、除铁、除杂质物的作用,并能改善合金流动性和加工性能;稀土加入镁合金中,可细化合金组织,促进合金表面氧化膜由疏松变为致密,降低合金在液态和固态下的氧化倾向,从而提升传统镁合金强度、塑性、耐磨性、耐蚀性等。结合我国丰富的镁和稀土资源,开发系列高性能的镁稀土应用合金已成为我国许多合金材料科学家的研究开发重点。本方向的目标是成功研制在 150-250 范围内使用,室温抗拉强度≥ 260 MPa 150 时的抗拉强度≥ 150 MPa 高强耐热重稀土镁合金。已开发的WE43、WE54等牌号的高性能镁合金已批量生产并进入市场。

3)镁稀土应用合金产品的表面处理技术研究

微弧氧化采用较高的能量密度 , 通过热化学、等离子体化学和电化学的共同作用 , 在适当的脉冲电参数和电解液条件下 , 使阳极表面产生微区等离子弧光放电现象 , 阳极上原有的氧化物瞬间熔化 , 同时又受电解液冷却作用 , 进而在金属表面原位生长出陶瓷质氧化膜的过程。与普通阳极氧化膜相比 , 这种膜的空隙率大大降低 , 从而使耐蚀性和耐磨性有了较大提高。目前 , 利用微弧氧化技术在 Al Ti 等有色金属表面原位形成陶瓷质氧化膜 , 极大地提高了金属的耐蚀、耐磨、绝缘等性能 , 具有广阔的应用前景。本方向的研究目的是通过微弧氧化技术在 AZ91 AZ91D 镁合金以及系列稀土镁合金表面生长陶瓷氧化膜,获得硬度大于 HV800 ;膜层厚度 10-500 μ m ,盐雾试验大于 500 小时的氧化物陶瓷层。