中鋁輕研鎂鋰合金被五位院士鑒定為“國際領(lǐng)先”水平
日期：2022年09月01日
2022年8月27日，在中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì )的組織和主持下，以線(xiàn)上和線(xiàn)下相結合的方式召開(kāi)了有五位院士參加的《航空航天用超輕鎂鋰合金研制與產(chǎn)業(yè)化》高規格科技成果評價(jià)會(huì )，該項目由輕研合金、鄭州大學(xué)、中鋁鄭州研究院和航天五院以“產(chǎn)學(xué)研用”方式共同完成，綜合評價(jià)結論為整體技術(shù)達到“國際領(lǐng)先”水平。
出席科技成果評價(jià)會(huì )的院士專(zhuān)家和輕研合金項目組成員
評價(jià)小組由上海交通大學(xué)丁文江院士、重慶大學(xué)潘復生院士、北京科技大學(xué)謝建新院士、北京工業(yè)大學(xué)聶祚仁院士、中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì )賈明星教授、中南大學(xué)張新明教授、北京衛星制造廠(chǎng)賴(lài)小明研究員和中國商用飛機有限責任公司李紅萍研究員組成。
專(zhuān)家分別來(lái)自高校、航空航天院所和型號單位，丁文江院士被推選為評價(jià)小組組長(cháng)、潘復生院士為副組長(cháng)，會(huì )議由中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì )張龍教授主持。出席本次成果評價(jià)會(huì )的還有中鋁鄭州研究院陳開(kāi)斌總經(jīng)理，鄭州大學(xué)何季麟院士、王海龍副院長(cháng)和孫本雙教授，北京空間飛行器總體設計部韓修柱高級工程師。
輕研合金董事長(cháng)、中鋁鄭州研究院總經(jīng)理陳開(kāi)斌致歡迎辭
首先，輕研合金董事長(cháng)、中鋁鄭州研究院總經(jīng)理陳開(kāi)斌對與會(huì )專(zhuān)家和領(lǐng)導表示熱烈歡迎，對大家長(cháng)期以來(lái)對輕研合金的關(guān)心和支持表示衷心感謝，對輕研合金近15年在鎂鋰合金實(shí)驗室基礎研究、小試、中試及產(chǎn)業(yè)化取得的成果向與會(huì )專(zhuān)家進(jìn)行了簡(jiǎn)要匯報。項目取得的科技成果真實(shí)、可靠、成熟，已在國內外獲得成功應用，取得了良好的經(jīng)濟效益和顯著(zhù)的社會(huì )效益，真正體現了科技是第一生產(chǎn)力的深刻內涵，并懇請各位專(zhuān)家和領(lǐng)導多提寶貴意見(jiàn)，待疫情散去歡迎來(lái)到項目現場(chǎng)指導。
肖陽(yáng)博士向專(zhuān)家組做匯報
本項目負責人肖陽(yáng)博士從研究背景、研發(fā)思路、研究?jì)热?、技術(shù)創(chuàng )新點(diǎn)、主要性能指標和先進(jìn)性比較、推廣應用成果和經(jīng)濟社會(huì )效益等方面向專(zhuān)家組進(jìn)行了詳細匯報。
肖陽(yáng)博士提到，美國在1969年就已經(jīng)實(shí)現了登月，而我國目前仍處在探索探月階段，超輕結構材料影響了我國航空航天的發(fā)展。鎂鋰合金是世界上最輕的金屬結構材料，也是世界上最難制備的輕合金材料；用鎂鋰合金替代鎂合金、鋁合金及碳纖維復合材料，可獲得20~50%的減重效果。
由于①鋰含量高（25~36 at%）且活性高，易氧化造渣；②鎂鋰原子比重差異大（3:1），熔點(diǎn)差異大；③大規格鑄錠易偏析與縮松，存在“難制備、強度低、易腐蝕、易燃爆”四大世界難題。鎂鋰核心技術(shù)遭到國外嚴重封鎖，是買(mǎi)不來(lái)的，我們走上了一條15年的自主研發(fā)創(chuàng )新之路。
01
發(fā)明鎂鋰合金真空感應熔鑄技術(shù)
項目組自2008年開(kāi)始，發(fā)揮自身技術(shù)和人才優(yōu)勢，以國家重大工程需求為牽引，根據材料1-9級成熟度原則從實(shí)驗室基礎研究、小試、中試及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行系統、集成的產(chǎn)學(xué)研用研究開(kāi)發(fā)，發(fā)明了鎂鋰合金專(zhuān)用真空感應熔鑄技術(shù)，在公開(kāi)信息中屬于世界首次掌握真空技術(shù)進(jìn)行鎂鋰合金產(chǎn)業(yè)化的單位。
中鋁輕研9級成熟度鎂鋰合金15年研發(fā)歷程
該技術(shù)不采用熔劑和有害的保護氣體，解決了安全和環(huán)保問(wèn)題，打破美俄壟斷，成功制備出高純凈鎂鋰合金鑄錠。2010年國資委網(wǎng)站對本項目取得的成果進(jìn)行了專(zhuān)題報道：“克服鋰金屬容易爆炸、氧化、偏析等困難，通過(guò)多種合金化元素的調控，掌握了鎂鋰合金熔鑄、加工的關(guān)鍵技術(shù)，研制生產(chǎn)出一系列不同密度和強度的超輕鎂鋰合金，其中最輕的可以漂浮在水面上，具有超高的比強度和比模量，將對我國輕質(zhì)材料技術(shù)發(fā)展起到重要的引導和推動(dòng)作用”。該階段性成果被國資委報道之后，引起了國內鎂鋰合金的“產(chǎn)、學(xué)、研、用”熱潮。
本項目鎂鋰合金的研究成果被國資委專(zhuān)題報道
項目開(kāi)發(fā)的不同密度超輕鎂鋰合金，其中最輕的合金密度小于1g/cm3，能穩定漂浮在水面上
02
技術(shù)產(chǎn)品化
2010年后，本項目組經(jīng)過(guò)持續攻關(guān)，突破了1000kg級鎂鋰合金真空感應熔煉安全生產(chǎn)、產(chǎn)品組織性能調控、形變熱處理、腐蝕防護與應用表征等系列技術(shù)問(wèn)題，對美俄實(shí)現彎道超車(chē)，具備了世界領(lǐng)先的航空航天用超輕鎂鋰合金從圖紙到零部件的全流程、全系列研究開(kāi)發(fā)能力。目前，輕研合金建成了一條擁有自主知識產(chǎn)權的由25-1000kg級12臺真空感應熔煉爐組成的具有世界領(lǐng)先水平的年產(chǎn)千噸級的高純凈鎂鋰合金生產(chǎn)線(xiàn)，可批量生產(chǎn)Φ90-500mm高質(zhì)量鎂鋰合金鑄錠。
公司單批次30噸Φ500mm真空熔鑄鎂鋰圓鑄錠
批量供貨的Φ90-500mm多種規格真空熔鑄鎂鋰圓鑄錠
公司擁有各類(lèi)設備與試驗儀器300余臺/套、生產(chǎn)廠(chǎng)房面積約30000m2，包括鎂鋰合金真空熔鑄、軋制、鍛造、擠壓拉拔、機械加工、熱處理、表面處理等9條世界領(lǐng)先的生產(chǎn)線(xiàn)和9個(gè)實(shí)驗室，能夠提供板、帶、箔、管、棒、型、線(xiàn)、絲、鑄、鍛等全系列產(chǎn)品，資產(chǎn)和收入雙過(guò)億，能夠完全滿(mǎn)足航空航天對高性能超輕材料的需求。
公司通過(guò)科技創(chuàng )新實(shí)現了對美俄技術(shù)的全面超越，市場(chǎng)占有率國內達95%以上，全球超過(guò)70%，2021年成為國家級“專(zhuān)精特新”小巨人企業(yè)。同年5月，國資委官方網(wǎng)站公布《中央企業(yè)科技創(chuàng )新成果推薦目錄》，再次推薦了本項目開(kāi)發(fā)的“超輕鎂鋰合金高塑性板材”:“自主開(kāi)發(fā)的鎂鋰合金超塑性寬幅板材制備技術(shù)、超精薄箔材卷軋技術(shù)突破美俄技術(shù)封鎖，填補國內空白”。
國家級“專(zhuān)精特新”小巨人企業(yè)
成功開(kāi)發(fā)的鎂鋰合金超塑性寬幅板材
鎂鋰合金卷帶材
厚度僅14μm鎂鋰合金箔材（“手撕鎂”）
何季麟院士現場(chǎng)驗證“手撕鎂”（難度大于手撕鋼）
03
產(chǎn)品市場(chǎng)化
易腐蝕是鎂合金無(wú)法在極端惡劣環(huán)境下大規模應用的主要原因，項目組對鎂鋰合金基體耐蝕機理的揭示和防腐技術(shù)的突破，探明了自修復的鎂鋰合金膜層機理，發(fā)現了“不銹鎂”（類(lèi)似于不銹鋼的偶然發(fā)現對鋼鐵行業(yè)的推動(dòng)），解決了鎂鋰合金易腐蝕的世界難題，使鎂合金由百萬(wàn)噸級小金屬邁向千萬(wàn)噸級大金屬成為可能，并有可能成為世界第三大金屬結構材料。
輕研合金鎂鋰合金產(chǎn)品在航空航天領(lǐng)域實(shí)現多個(gè)首件產(chǎn)品或首次應用，如已成功應用于50余顆衛星、首套軍機用鎂鋰合金光電吊艙、首架鎂鋰合金無(wú)人機殼體、首套鎂鋰合金衛星蜂窩夾層結構板、飛行員頭瞄、便攜式夜視儀、單兵裝備等，為航空航天裝備帶來(lái)20-50%的減重效果，解決了超輕材料制約我國武器裝備性能提升的瓶頸，使我國向航空航天強國邁進(jìn)。通過(guò)軍用技術(shù)民用化，鎂鋰合金產(chǎn)品在交通運輸、3C、便攜式產(chǎn)品等民用領(lǐng)域具有顯著(zhù)的減重優(yōu)勢，公司產(chǎn)品已經(jīng)應用100多萬(wàn)臺筆記本電腦，為人們的生活帶來(lái)輕便和舒適。
鎂鋰合金耐蝕機理2015年在《Nature Materials》雜志發(fā)表
3.5％NaCl浸泡24小時(shí)的“不銹”鎂鋰合金
項目組成功研制的世界首套鎂鋰合金光電吊艙，應用于某型號軍用飛機，經(jīng)歷航空艙外高溫、高寒、高鹽、高溫的復雜應用環(huán)境的考驗。
04
“國際領(lǐng)先”評價(jià)結論
在肖陽(yáng)博士匯報后，專(zhuān)家組就公司采用真空技術(shù)研制和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)鎂鋰合金存在技術(shù)難點(diǎn)、合金純凈度、形變熱處理、無(wú)損檢測以及未來(lái)應用前景等方面進(jìn)行了質(zhì)詢(xún)交流并對本項目涉及的技術(shù)創(chuàng )新程度、整體技術(shù)指標的先進(jìn)程度、技術(shù)難度和復雜程度、技術(shù)重現性和復雜程度以及經(jīng)濟社會(huì )效益等方面進(jìn)行了客觀(guān)評定：
該項目開(kāi)創(chuàng )了高端、純凈化鎂鋰合金真空感應熔煉技術(shù)的先例，突破了鎂鋰合金真空熔體純凈化與錠坯均質(zhì)化制備技術(shù)，遠優(yōu)于美國的“熔劑法”和俄羅斯的“保護氣氛+半連續鑄造法”，雜質(zhì)元素含量均低于美國和俄羅斯標準。
02
該項目獨創(chuàng )鎂鋰合金真空熔鑄安全生產(chǎn)技術(shù)、預防體系和專(zhuān)用裝備，建立了完整的工藝與裝備安全操作規范，引領(lǐng)了鎂鋰行業(yè)的技術(shù)革命。
03
基于鎂鋰合金成分-工藝-組織-性能調控，揭示了鎂鋰合金協(xié)調變形機制，開(kāi)發(fā)出具有世界領(lǐng)先水平的300MPa級高強高塑鎂鋰合金。項目組自主研制并批產(chǎn)應用的LA93M、LA93Z合金優(yōu)于美俄同類(lèi)產(chǎn)品，批產(chǎn)14μm世界最薄微米級箔材，填補了世界空白。
04
設計了鎂鋰合金微納觀(guān)組織多級調控工藝和表面復合氧化處理工藝，采用“基材主動(dòng)防腐+涂層被動(dòng)防腐”相結合，突破了鎂合金易腐蝕世界難題，使鎂合金由百萬(wàn)噸級小金屬邁向千萬(wàn)噸級大金屬，成為世界第三大金屬結構材料成為可能。
最后專(zhuān)家組一致認為本項目整體技術(shù)達到了國際領(lǐng)先水平，并建議型號單位和輕研合金繼續保持深入合作，加快鎂鋰合金在軍工領(lǐng)域推廣應用。通過(guò)本次科技成果評價(jià)會(huì )，我們將針對各位專(zhuān)家和領(lǐng)導提出的意見(jiàn)建議，進(jìn)一步完善產(chǎn)業(yè)化技術(shù)并加快推廣應用步伐，更好地服務(wù)我國的航空航天事業(yè)。
“國際領(lǐng)先”鑒定結果
快速發(fā)展的鄭州輕研合金科技有限公司歡迎您！
版權所有 ? 鄭州輕研合金科技有限公司 網(wǎng)站建設：中企動(dòng)力鄭州 營(yíng)業(yè)執照 豫ICP備16019588號-1