【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 惠冶鎂業(yè)為開(kāi)拓市場(chǎng)，贏取更大的效益，決定于上海交大合作，抓住機(jī)遇，生產(chǎn) 出具有 高技術(shù)、高質(zhì)量的阻燃鎂合金錠。 技術(shù)研發(fā)單位 技術(shù)研發(fā)單位 上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 ，是 中國(guó)最早建立材料科學(xué)與工程學(xué)科的高校單位之一 ， 上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的前身是 1952 年成立的冶金系。一級(jí)學(xué)科材料科學(xué)與工程為全國(guó)重點(diǎn)學(xué)科。 1997 年學(xué)院成立以來(lái)，在教育部歷年組織的評(píng)估中，交大材料學(xué)科或其前身金屬材料熱處理學(xué)科一直排在全國(guó)前 5名。 2021 年全國(guó)高等學(xué)校與科研院所學(xué)位與研究生教育評(píng)估所開(kāi)展 9 的全國(guó)一級(jí)學(xué)科排名評(píng)估中， “材料科學(xué)及工程”學(xué)科被評(píng)為全國(guó)第一。 學(xué)院建成了較為完善的教學(xué)、研究基地，包括金 屬基復(fù)合材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、輕合金精密成型國(guó)家工程研究中心、上海市激光制造與材料改性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中德合作激光制造中心）、國(guó)家機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)先進(jìn)熱處理及表面工程技術(shù)研究中心等。近五年來(lái)，科研經(jīng)費(fèi)總量達(dá) 29020 萬(wàn)元，發(fā)表 SCIE 論文 960 篇、 EI 論文 1333 篇、 ISTP 論文 245 篇，申請(qǐng)專(zhuān)利 559 項(xiàng)、其中授權(quán) 420 項(xiàng)，獲得國(guó)家國(guó)際合作一等獎(jiǎng) 1 項(xiàng)、國(guó)家級(jí)二等獎(jiǎng) 2 項(xiàng)、省部級(jí)一等獎(jiǎng) 8 項(xiàng)等。 技術(shù)研發(fā)單位 寧夏鎂及鎂合金研究 設(shè)計(jì) 院 ， 于 2021 年 8 月30 日 由自治區(qū)科技廳批準(zhǔn) 成立。 2021 年 6 月 20 日正式更名為寧夏鎂及 鎂合金研究設(shè)計(jì)院，是全國(guó)唯一一家由企業(yè)成立的科研設(shè)計(jì)單位。內(nèi)設(shè)有新工藝研究部、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部、技術(shù)轉(zhuǎn)移部、工程裝備部、實(shí)驗(yàn)中心及綜合部六個(gè)部門(mén)，與中南大學(xué)、沈陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)院、北京科技大學(xué)、浙江大學(xué) 、 清華大學(xué)、 上海交大、 西材院等單位建立 “研、學(xué)、產(chǎn)”的合作機(jī)制，參與國(guó)家的“鎂及鎂合金”重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，鎂合金新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與研制，鎂新技術(shù)的研究與應(yīng)用等重大課題。 多年來(lái)，在自治區(qū)、市政府的大力支持下，開(kāi)展多次課題研究，如：短流程一步法合金技術(shù)、還原爐 DCS 自控節(jié)能技術(shù)、高品質(zhì)鎂合金錠的研制、鎂合金電動(dòng)車(chē)輪轂的研發(fā) 等等，產(chǎn)于起草制定《原生鎂錠》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展基礎(chǔ)研究，總結(jié)編寫(xiě)《寧夏鎂冶煉實(shí)踐技術(shù)的研究與應(yīng)用》、《鎂冶煉運(yùn)行規(guī)律探討》和《鎂合金壓鑄實(shí)用手冊(cè)》， 10 為鎂冶煉、鎂合金、鎂合金制品等的生產(chǎn)提供指導(dǎo)、借鑒和服務(wù)。 2021 年承擔(dān)自治區(qū)科技廳科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目《 AZ91D、 AM50鑄造鎂合金錠的研制》課題，并順利通過(guò)自治區(qū)專(zhuān)家組的驗(yàn)收，專(zhuān)家組認(rèn)為該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了適宜鎂合金熔體凈化熔煉技術(shù)，降低了熔體雜質(zhì)，并進(jìn)行了科技成果鑒定及登記。 2021 年承擔(dān)自治區(qū)科技廳科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目《鎂合金電動(dòng)自行車(chē)輪轂的研制》課題，并順利通過(guò) 自治區(qū)專(zhuān)家組的驗(yàn)收，寄出的樣品符合客戶(hù)標(biāo)準(zhǔn)，外觀(guān)質(zhì)量好，機(jī)械強(qiáng)度高，符合自行車(chē)輪轂的要求，并通過(guò)自治區(qū)專(zhuān)家組驗(yàn)收。 2021 年，與北京清華大學(xué)合作，承擔(dān)自治區(qū)科技廳科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目《 AZ 系列變形鎂合金擠壓的研究與應(yīng)用》課題，并成功制出鎂合金擠壓材，客戶(hù)反饋信息良好。 項(xiàng)目建設(shè)單位 項(xiàng)目建設(shè)單位 寧夏惠冶鎂業(yè)集團(tuán)有限公司 ， 是全國(guó)最大的鎂及鎂合金生產(chǎn)企業(yè)，是一家主要生產(chǎn)高品質(zhì)鎂及鎂合金、鐵合金 、鎂合金壓鑄件及擠壓型材 為主的股份制企業(yè)，在首屆寧夏百?gòu)?qiáng)企業(yè)中綜合排名 27 位。是全區(qū) 50 戶(hù)工業(yè)龍頭企業(yè)和 20 戶(hù)重 點(diǎn)出口企業(yè)之一，是國(guó)家科技部認(rèn)定的鎂及鎂合金研究與應(yīng)用產(chǎn)業(yè)基地，國(guó)家商務(wù)部評(píng)定的寧夏鎂及鎂合金技術(shù)研發(fā)與推廣應(yīng)用和鎂及鎂合金原輔材料檢驗(yàn)檢測(cè)服務(wù)平臺(tái)，世界鎂協(xié)會(huì)員單位、中國(guó)有色金屬協(xié)會(huì)鎂業(yè)分會(huì)常務(wù)理事單位。集團(tuán)公司下屬五個(gè)全資子公司、十四個(gè)生產(chǎn)分廠(chǎng)，是以生 11 產(chǎn)鎂及鎂合金、鐵合金為主的外向型企業(yè)，年產(chǎn)鎂及鎂合金 85000 噸，硅鐵 70000 噸，工業(yè)產(chǎn)值 18 億元。 2021 年“惠冶”牌鎂及鎂合金錠被寧夏回族自治區(qū)名牌戰(zhàn)略推進(jìn)委員會(huì)評(píng)為“寧夏名牌產(chǎn)品”，“惠冶”商標(biāo)被寧夏回族自治區(qū)工商行政管理局評(píng)為“第七屆寧夏著名商標(biāo) ”。公司生產(chǎn)的硅鎂系產(chǎn)品出口美國(guó)、加拿大、日本、韓國(guó)、西歐等國(guó)家和地區(qū)，“ HY”品牌的硅鎂系產(chǎn)品以其過(guò)硬的質(zhì)量贏得了顧客的信賴(lài)。 目前，公司擁有國(guó)家科委、自治區(qū)認(rèn)定的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)科技成果兩項(xiàng)，區(qū)級(jí)新產(chǎn)品兩種，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予的鎂專(zhuān)業(yè)專(zhuān)利二十二項(xiàng)，其中發(fā)明專(zhuān)利七項(xiàng)，并擁有數(shù)項(xiàng)科技成果。 日本較早研究了加 Ca 的阻燃鎂合金，日本九州國(guó)家工業(yè)研究所的 Sakamoto 和九州大學(xué)的 Fukuoka 等人研究了 MgCa二元合金的阻燃情況。他們通過(guò)測(cè)定 MgCa 合金在加熱升溫過(guò)程中的起燃溫度 (出現(xiàn)第 一個(gè)起燃點(diǎn)時(shí)的溫度 )發(fā)現(xiàn)：加入 1%Ca 能提高燃點(diǎn) 250℃，但金屬鎂的氧化膜表面粗糙不能阻止進(jìn)一步的氧化；對(duì)于加入 5%Ca 的鎂合金，其氧化膜即使在 970℃的大氣中暴露 60 min，氧化膜仍很薄，表面光滑均勻。同時(shí)，他們的研究還表明，在 MgCa 合金表面生成的表面氧化膜是一種雙層結(jié)構(gòu)，這種雙層結(jié)構(gòu)的外層為致密的 CaO層，其厚度不隨氧化時(shí)間而增加；內(nèi)層是 CaO 和 MgO 的疏松混合層，隨氧化時(shí)間的增加其厚度增加。這種氧化膜能阻止外界氣氛中的氧向Mg 液中滲入并同時(shí)阻止 Mg 液的揮發(fā)，從而提高了燃點(diǎn)。日本東京 12 工藝學(xué)院的 Chang 等用擠壓鑄造加工出了加 Ca 阻燃、加 Zr 細(xì)化的鎂鑄件，研究了 Ca 和 Zr 對(duì)組織和性能的影響，證明同時(shí)加入 Ca 和Zr 能有效的起到防燃作用，且 Ca 能提高 Zr 在鎂合金中的溶解度而強(qiáng)化細(xì)化效果 。 我國(guó)許多學(xué)者也對(duì)含 Ca 鎂合金的阻燃效果及阻燃機(jī)理進(jìn)行了深入的研究。樊建峰等人在純 Mg 中加入不同含量的 Ca 后，發(fā)現(xiàn)其加入量為 %時(shí)能使燃點(diǎn)提高約 120K，但 Ca 含量在小于 1%的范圍內(nèi)，燃點(diǎn)穩(wěn)定于 1000K 左右，變化不大，當(dāng) Ca 含量大于 1%后，隨著 Ca 含量增加，燃點(diǎn)快速提升，當(dāng)含量大于 %后，可在 1,173 K保溫而不發(fā)生燃燒。 趙云虎、黃曉峰等人分別研究了在 AZ91D 鎂合金基體中加入 Ca的阻燃效果，而崔紅衛(wèi)則研究了 Ca 對(duì)鎂合金 AZ63 的燃點(diǎn)的影響。其結(jié)果都表明隨著 Ca 含量的不斷增加， AZ91D 鎂 合金的起燃溫度也不斷提高，能夠獲得良好的阻燃效果，其阻燃機(jī)理是由于加入 Ca 后，合金的表面膜由單一的 MgO 轉(zhuǎn)變?yōu)橛?MgO、 CaO 和少量 Al2O3 組成的復(fù)合氧化膜，起到了較好的阻燃作用。其中趙云虎等人還從熱力學(xué)角度對(duì)鎂合金元素氧化方式作出了解釋?zhuān)⒔⒘搜趸Ｐ蛠?lái)分析氧化膜的形成過(guò)程，其結(jié)果表明加入 Ca 后， Ca 發(fā)生了外氧化， Mg發(fā)生了內(nèi)氧化。 13 提高寧夏鎂產(chǎn)業(yè)水平，延伸企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈 寧夏鎂業(yè)從 1988 年開(kāi)始起步，目前寧夏的鎂冶煉企業(yè)有十多家，產(chǎn)能和產(chǎn)量已在全國(guó)位居前列。但是阻燃鎂合 金的生產(chǎn)在寧夏乃至全國(guó)幾乎是空白，為了實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)鎂合金的延續(xù)，繼成功開(kāi)發(fā) AZ91D、AM60 高品質(zhì)鎂合金錠后，集團(tuán)公司決定依托 上海交通大學(xué)、 寧夏鎂及鎂合金研究設(shè)計(jì)院，以寧夏惠冶鎂業(yè)集團(tuán)有限公司為示范基地，形成 集 產(chǎn)品研發(fā)、規(guī)?；a(chǎn)的阻燃鎂合金生產(chǎn)線(xiàn)，從而帶動(dòng)整個(gè)寧夏鎂生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行升級(jí)轉(zhuǎn)型。 金屬鎂是初級(jí)產(chǎn)品，市場(chǎng)竟?fàn)幖ち?，產(chǎn)品價(jià)格波動(dòng)很大，造成不少企業(yè)經(jīng)營(yíng)困難、效益低下。如果一味地發(fā)展金屬鎂生產(chǎn)，不僅對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起不到推動(dòng)作用，相反還會(huì)造成產(chǎn)品滯后，市場(chǎng)抗風(fēng)險(xiǎn)能力差。所以對(duì)鎂合金進(jìn)行深入研究，積極開(kāi)發(fā)新型鎂合 金及其功能材料，提高產(chǎn)品的技術(shù)含量及附加值，是鎂企業(yè)持續(xù)發(fā)展的必由之路。 對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用和影響 由于鎂合金的化學(xué)活性強(qiáng)，在空氣中極易氧化，高溫情況下極易燃燒等，因此，特殊性能阻燃鎂合金的需求量日益提高，但是由于鎂合金的生產(chǎn)技術(shù)還不夠完善，很大地局限了鎂合金在這些領(lǐng)域的應(yīng)用。 目前在熔煉鎂合金時(shí)，一般采用溶劑保護(hù)和氣體保護(hù)的方式，這 14 兩種阻燃方式雖然簡(jiǎn)單易行，但是會(huì)產(chǎn)生大量的有刺激性氣味的氣體，增加合金液的雜質(zhì)，損害制品的機(jī)械性能，尤其是環(huán)保問(wèn)題突出。因此針對(duì)目前鎂合金壓鑄、擠壓大量的需要及環(huán)保需求 ，研制和開(kāi)發(fā)“ 無(wú)公害 ” 的阻燃鎂合金是當(dāng)務(wù)之急，將為新型的鎂合金生產(chǎn)制備帶來(lái)新的動(dòng)力和活力。 加快金屬鎂產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí) 加快鎂產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力提升生產(chǎn)高品質(zhì)、高附加值、高科技含量 的鎂合金系列產(chǎn)品，培育和創(chuàng)造出自己的品牌、名牌產(chǎn)品，最大限度地滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外客戶(hù)提出的高標(biāo)準(zhǔn)鎂合金的需求，在更大范圍、更大領(lǐng)域、更高層次參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。帶動(dòng)和影響鎂冶煉行業(yè)向高品質(zhì)、高要求有序發(fā)展，在鎂產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略上做到完善宏觀(guān)戰(zhàn)略決策體系，建立鎂及鎂產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)選擇與動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制，創(chuàng)建經(jīng)濟(jì)、科技部門(mén)信息共享機(jī)制，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)政策 、技術(shù)政策和投資機(jī)制之間的協(xié)調(diào)。同時(shí)加速?lài)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定與推廣，標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化，加強(qiáng)“官產(chǎn)學(xué)研”協(xié)調(diào)合作，充分發(fā)揮人的創(chuàng)造力，培養(yǎng)多層次高素質(zhì)創(chuàng)新人才，加強(qiáng)了自主創(chuàng)新，突出區(qū)域比較優(yōu)勢(shì)，培育出高新技術(shù)型產(chǎn)業(yè)集群和增長(zhǎng)級(jí)。逐步走向資源、能源節(jié)約型、環(huán)境友好型的科學(xué)發(fā)展之路，加快推動(dòng)金屬鎂產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，加快鎂業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變。 對(duì)提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)起到十分重要的示范意義 雖然我國(guó)是鎂資源和生產(chǎn)大國(guó)，但是 60％以上作為原生鎂錠低 15 價(jià)出口，屬資源出口型工業(yè)。我國(guó)鎂工業(yè)存在的主要問(wèn)題是面對(duì)國(guó)內(nèi)需求的日益增加，鎂合金開(kāi)發(fā)領(lǐng)域 的開(kāi)拓嚴(yán)重滯后。