“高性能稀土镁合金薄板带生产技术”项目是以北京市科委经费支持为起源、以国家“十二• 五”科技支撑计划为发展，以北京科技大学与美国波音公司国际合作开发高性能稀土镁合金等为基础，逐步形成的一项特色科技成果。通过系统地研究铸轧、挤压板坯热轧、铸锭热轧和热处理过程中镁合金组织演变机理与性能控制技术等，研发出具有高成形性能的稀土镁合金；实现了高精度镁合金板成卷轧制过程自动化控制及精整、表面处理技术的开发，并完成了高精度镁合金专用轧机机组及控制装置的研发设计及应用，在此基础上研发出高性能稀土镁合金薄板带生产工艺技术。

本成果针对镁合金生产与应用过程中的关键问题，成功开发了镁合金目标 产品的集成应用技术和循环利用技术，打通了目标产品的合金开发、产品设计、 材料加工、产品生产、产品应用和合金废料返回利用的整个技术链条和循环过程。 主要创新成果为：1）发明了一批高品质镁合金。2）开发和发明了高质量铸造产 品高效环保加工技术和成套的型材挤压技术，成功制备了世界上最大规格的中 空型材；大幅度提高了铸件的成品率。3）首次创新开发了 “重质夹杂逆向自净 化”的“反向"过滤技术和成套装备，攻克了过滤精炼能力快速衰减的国际难题。 4）建立了镁合金材料及产品服役性能数据库，开发了专家预测系统及先进的镁 产品开发技术系统，建成了国内外第一个综合性的“镁合金材料替换设计及产品 应用技术开发平台"，解决了镁产品推广应用中新材料和新产品脱节的瓶颈问题。 成功开发了 200余款（种）镁合金及铸造产品、300多种规格高品质镁合金 管型材和两大系列镁合金气体保护熔铸和废镁回收再生装备，已在1000多万辆 汽车得到成功应用，并已成功装备轨道交通工具及军工关键装备上。节能效益非 常明显，创造了显著的经济效益和社会效益。

临床广泛使用的骨科固定器械材料以钛合金、不锈钢等惰性金属为主，而现有可降解吸收材料（如聚乳酸、羟基磷灰石等）力学性能较差，无法对承受较大载荷骨创伤部位进行有效固定，应用范围有限。但惰性金属材料存在需要二次手术取出或永久保存在体内的问题。镁合金被称为革命性的植入材料，具有力学性能优异、生物相容性好、可在生理环境中降解吸收等突出的优势。目前全世界医用镁合金研究者、以及美国FDA、中国国家药监局、欧盟药监机构等均普遍认为医用镁合金的发展已经具备进入临床和实际应用推广阶段，且部分可吸收镁合金骨科器械已进入临床试验阶段。 本成果开发了系列化医用镁合金成分设计、组织与性能调控及其可控降解涂层技术。基于上述研究成果，研制的可吸收镁合金骨科器械能在骨组织完成修复和再生过程后自行降解，降解产物镁离子是人体必需元素，能促进骨组织愈合，也避免了需要二次手术取出带来的痛苦和经济压力，临床推广便利，市场前景巨大，可适用于不同骨折内固定的各种结构形式骨钉、骨板等新产品。研究团队在可吸收医用镁合金材料及其复合材料与保护涂层技术开发方面已申请了15项发明专利，从医用镁合金熔炼、成分设计、加工、表面可降解复合涂层、到骨科器械的结构优化设计等关键技术环节都有很好的发明专利保护。在已有的技术基础上，可以快速形成所需结构形式的可吸收骨科器械进行动物、临床实验。

铝及其合金是工程应用最广泛的结构材料之一。传统的铝合金零件通过铸造、锻造和粉末冶金等方法制造，与这些传统制造过程相关的工具设备增加了制造成本和交付周期。3D打印技术由于为制造设计提供了丰富的自由度而广泛应用于工程零件的制造。现有3D打印技术中，选择性激光熔化（SLM）是发展最为广泛的方法之一。但是SLM工艺中的冶金缺陷如许多裂纹、球化和气孔导致只有有限数量的金属适合该种工艺，且具备满足要求的密度、微观结构和强度。中南大学粉末冶金研究院李瑞迪研究员和新西兰奥克兰大学、中车工业研究院有限公司等单位合作通过对合金元素进行调控和热处理工艺的探索，发展了一种适用于SLM制备工艺，具有良好抗裂性和高强度Al-Mg-Si-Sc-Zr合金。相关论文以题为“Developing a high-strength Al-Mg-Si-Sc-Zr alloy for selective laser melting: crack-inhibiting and multiple strengthening mechanisms”于4月13日在金属材料顶级期刊《Acta Materialia》在线发表。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.03.060在该项工作中，研究人员设计了一系列Al-Mg（-Si）-Sc-Zr合金，并用雾化合金粉末进行3D打印制备。在没有Si元素的情况下，Al-xMg-0.2Sc-0.1Zr（x=1.5,3.0,6.0wt.%）合金在制备过程中均易发生热裂纹，平均裂纹密度随Mg含量的增加而增大。发现在Al-6Mg-0.2Sc-0.1Zr合金中加入1.3wt%的Si能够有效地抑制SLM过程中的热裂纹，同时细化制备合金的微结构，从而提高打印试样的力学性能。图1：不同成分的打印样品晶粒尺寸和形貌EBSD分析结果：（a）1.5 wt%Mg，合金1；（b）3.0 wt%Mg，合金2；（c）6.0 wt%Mg，合金3；（d）6.0 wt%Mg+1.3 wt%Si，合金4。晶体学取向用倒极图（IPF）表示。图2：Mg和Si元素对试样断裂行为的影响。（a）不同合金成分（合金1，合金2，合金3，合金4）的拉应力应变曲线。（b-e）合金1（b）、合金2（c）、合金3（d）、合金4（e）的断口SEM图像。通过对合金成分的进一步微调，研究人员设计了一种新型合金Al-8.0Mg-1.3Si-0.5Mn-0.5Sc-0.3Zr。这种新合金具有明显的细化微观组织，由亚微米胞体和胞体中存在的共晶Al3（Sc，Zr）纳米粒子（2-15nm）和粒间Al-Mg2Si共晶（Mg2Si直径10-100nm）组成。打印试样中形成了高密度的层错和独特的9R相。试样的拉伸强度和延伸率分别达到497MPa和11%。经过时效处理后，试样的拉伸强度达到550MPa，塑性在8%～17%之间。除了固溶强化、晶界强化和纳米颗粒强化外，高密度层错也有助于强化。图3：不同组分（a1-4）合金#4；（b1-4）合金#5的SLM打印样品的细晶区TEM图像：（a1-2）合金4的胞状结构；（a3-4）合金的柱状结构；（b1-5）合金（b2）的胞状结构是（b1）的暗场图像；（b3-4）合金的柱状组织#5；图（a2），（a4），（b2）和（b4）显示了晶间共晶组织；（b5）是SLM-printed Alloy#5细胞的干HAADF图像和主要元素（Al、Mg、Si、Sc、Mn和Zr）的相应EDX图谱。图4：（a）SLM打印合金#5时效前后的拉伸应力应变曲线。曲线“#5”表示打印合金#5；曲线“#5-HT1”表示360℃时效8h的合金#5；曲线“#5-HT2”表示300℃时效8h的合金#5。（b）在合金#5-HT2断裂处拉伸试样的透射电镜显示具有高密度位错和SFs的变形组织。（c）沿[001]方向的变形亚晶中滑移带和滑移方向的HRTEM图像。（d）在（-100）面上用（c）图中标记区域的傅里叶逆变换图像显示出高密度位错。这项研究成果通过在原有3D打印Al-Mg-Sc-Zr合金中添加Si元素，形成了精细打印微观组织，获得了无裂纹的打印合金成分。随后通过热处理时效工艺引入高密度层错并细化晶粒，开发出了一种具有低热裂敏感性和高强度的新型铝镁合金。这项工作提供了一种解决和消除SLM工艺中的冶金缺陷的铝镁合金成分设计方法和热处理工艺，推动了SLM制造技术的工程应用。

“高性能稀土镁合金薄板带生产技术”项目是以北京市科委经费支持为起源、以国家“十二• 五”科技支撑计划为发展，以北京科技大学与美国波音公司国际合作开发高性能稀土镁合金等为基础，逐步形成的一项特色科技成果。通过系统地研究铸轧、挤压板坯热轧、铸锭热轧和热处理过程中镁合金组织演变机理与性能控制技术等，研发出具有高成形性能的稀土镁合金；实现了高精度镁合金板成卷轧制过程自动化控制及精整、表面处理技术的开发，并完成了高精度镁合金专用轧机机组及控制装置的研发设计及应用，在此基础上研发出高性能稀土镁合金薄板带生产工艺技术。

本项目在高性能镁合金以及镁基复合材料的制备和成型工艺、变形行为、微观结构、力学性能、阻尼特性、摩擦磨损行为、机械加工、表面处理等方面开展了大量的系统研究，开发了轻质、高比强、高比刚并同时具有高阻尼的新型镁合金及镁基复合材料。这些新型镁合金及其复合材料具有广泛的应用前景。

悬赏金额：10万元 发榜企业：深圳市豪龙新材料技术有限公司  需求领域：精细化工 产业集群：先进材料产业集群 技术关键词：光刻树脂; 光刻胶; 特种硅树脂; 高性能硅橡胶; 紫外光固化技术

本发明公开了一种铝合金或镁合金薄壁复杂铸件用水溶性砂芯 的制备方法，包括：(a)在常温下将七水硫酸镁和等离子水配制成质量 百分比为 20％～30％的硫酸镁水溶液，然后将特定量的十八水硫酸铝 和添加剂加入至该硫酸镁水溶液中，并加热至 60℃～80℃制成复合粘 结剂；(b)将铸造原砂预混均匀后加入复合粘结剂，由此得到混合料芯 砂；(c)将得到的混合料芯砂放入制芯模具内压实，然后将其与模具一 同放入微波环境中执行加热，取出

本发明公开一种具有较高医用性能的新型镁合金.通过以下方法制备得到:将各镁合金成分球磨磨细混合;采用德国的SLM Solutions 500进行选区激光融化法处理;选区激光融化法处理后的镁合金产物依次经过1～3小时的580～800℃不完全淬火,1.5～2.5小时的200～280℃回火;最终切割成品.本发明采用合金粉末成分:钼,钽,铬,钛均具有良好的抗腐蚀性极强,能增强镁合金的抗腐蚀性和提高其抗拉强度.

我国高速列车制造所用高档铝合金光亮焊丝主要为ER5356、ER5183、ER5087三种铝合金焊丝，它们针主要对的是时速300公里以下的高速列车的制造。目前我国高速列车时速已达350公里，因此需要采用性能更高的高档铝合金光亮焊丝。本项目的新型高Mn铝镁合金焊丝就是针对性能更高的高档铝合金光亮焊丝这一需求开发的。 开发高速列车用高Mn铝镁合金光亮焊丝产品需要具备铝合金高冶金质量熔炼及半连续铸造的生产条件，其中所限制的元素将低到所要求的含量以下：铍含量小于0.0008%(wt)、氢含量小于0.18ml/100g、钠含量小于0.0010%(wt)。保证合金锭坯成分精确，渣、气含量低，冶金质量好。经最终光亮拉拔及处理后焊丝表面光亮光洁、尺寸精确。经上述条件生产高Mn铝镁合金光亮焊丝焊接5083铝合金板材，与目前使用的ER5356、ER5183、ER5087三种铝合金焊丝相比，其焊口屈服强度、抗拉强度明显提高，更接近合金母材的水平，且焊缝弯曲性能良好，符合（ISO058173：2000（E））［金属材料焊缝的破坏试验——弯曲试验］国际标准的质量要求。焊缝力学性能与现有焊丝焊缝的比较见下表： 本项目最适合在已具备铝合金高冶金质量熔炼及半连续铸造的铝合金加工厂进行。目前每年我国进口各种规格高档铝合金焊丝约1万吨。虽然铝原材料的价格不断下降，已接近10000元/吨，但高档铝合金光亮焊丝的价格并未明显降低，因此高档铝合金光亮焊丝是高附加值的产品，可获得较大的利润。