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石墨烯涂層模具研發(fā)獲突破 鎂合金產(chǎn)業(yè)有望受益

發(fā)布時間:2017-07-06   來源:經(jīng)濟日報

  時下熱門的新型材料石墨烯應(yīng)用近日在青島高新區(qū)實現(xiàn)了新的突破:石墨烯涂層熱擠壓模具的成功研制給模具穿上了光滑的“外衣”。用它生產(chǎn)出的鎂合金熱擠壓件光澤度和產(chǎn)量大大提升。從此,模具不再是一次性使用的消耗品,成本降低、技術(shù)提升,國內(nèi)鎂合金產(chǎn)業(yè)也有望迎來跨越式發(fā)展。

  在青島高新區(qū)石墨烯產(chǎn)業(yè)園的卡爾奔新材料公司,《經(jīng)濟日報》記者見到了該公司研發(fā)的石墨烯涂層模具,以及用這種模具生產(chǎn)出的鎂合金棒。用石墨烯涂層模具制作的鎂合金棒表面光潔平滑,由于受氧化影響小,顏色亮潔如鏡。技術(shù)主要發(fā)明人、卡爾奔新材料公司技術(shù)顧問姜海濱介紹,鎂合金棒之所以光潔,秘訣在于模具上接觸鎂合金的位置有一小片石墨烯涂層。

  石墨烯是強度最大的新型納米材料,具有強度大、柔韌性強與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)勢,卡爾奔公司利用獨有的設(shè)備與工藝,在鎂合金熱擠壓模具表面生成一層僅有幾百納米厚度的石墨烯涂層,使模具具有耐高溫、高硬度、低摩擦系數(shù)等優(yōu)良特性,同時可提高鎂合金型材的擠壓速度30%以上?!皣鴥?nèi)很多高校和實驗室都在研究解決鎂合金變形難題,共同的難點是加在模具上的涂層在高溫環(huán)境中容易脫落。但我們的涂層并不是涂抹在表面,而是通過營造特殊的環(huán)境,使材料‘生長’在模具表面?!苯I介紹說,實踐證明石墨烯涂層模具完全能實現(xiàn)1毫米以內(nèi)鎂合金型材的擠壓,為實現(xiàn)高端鎂合金型材產(chǎn)業(yè)化提供了技術(shù)保障。

  鋁合金由于強度高、重量輕等優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活。鎂合金的比剛度與鋁合金相當(dāng),但重量更輕、比強度更高、抗震減噪性能更好?;谶@些優(yōu)良性能,航空航天器、汽車輪船等交通運輸工具的減重節(jié)能都離不開鎂合金。最重要的是,鎂資源比鋁資源儲量豐富,我國現(xiàn)存的鋁資源使用年限不超過10年,但鎂資源占世界儲量的70%,因此鎂合金被普遍認(rèn)為是能全面替代鋁合金的未來主導(dǎo)材料。難點在于較精細(xì)的鎂合金件需要用擠壓工藝制作,國內(nèi)大多數(shù)廠家還無法實現(xiàn),每年要花費巨額外匯進口鎂合金型材。另一方面,現(xiàn)有的鎂合金企業(yè)為了提高產(chǎn)品光澤度,只能購買價格更高的模具,高昂的成本令企業(yè)難以承受。

  對此,山東某金屬公司董事長孫強深有體會。今年5月份,經(jīng)青島高新區(qū)工作人員引薦,正焦急地尋求技術(shù)解決方案的孫強與卡爾奔公司嘗試合作。孫強給記者算了一筆賬,該公司每天24小時不間斷生產(chǎn),原本一天就要損耗十幾套模具,石墨烯涂層模具一套就能使用10個小時,一天只需要兩套模具。不僅如此,模具達(dá)到使用壽命后,重新加涂層還可繼續(xù)使用;模具不再是一次性消耗品,按照每套模具2000元至3000元成本計算,每天至少可節(jié)省3萬元?!斑@意味著鎂合金成本將大為降低,有望給行業(yè)帶來巨大商機?!保ㄓ浾?劉 成)

      關(guān)鍵詞: 石墨烯

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