江西省镁合金材料工程技术研究中心

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。经过多年的研究积累，本中心科研人员在钇、钆、富钇等重稀土镁的中间合金研究上已取得重大进步，在氟化物熔盐体系中，以稀土氧化物和氧化镁为原料，用共电沉积法制备出高稀土含量的稀土镁合金。该技术较好解决了国内用氯化物熔盐体系电解制备稀土镁合金的多众多问题：环境污染大、稀土收率低、原料来源不方便、生产成本高等。开发了镁中间合金 电解过程动态精确控制技术 及镁合金 真空虹吸出炉技术和设备，实现了产品均一化和出炉机械化，电解技术、工艺指标及生产装备都走在了世界前列。 钇镁中间合金、钆镁中间合金等已进入了产业化生产，并在全球首次实现了钆镁中间合金的工业化生产。该成果于 2006 年 12 月通过了江西省科技厅组织的成果鉴定，整体技术达到国际先进水平。

组建之后，本工程中心通过进一步对稀土镁合金的开发研制，对试验成功一系列的稀土镁中间合金，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，这大大提高了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，总销量已达上百万元，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。

本中心科研人员已成功研制了在 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。

3. 镁稀土应用合金产品的表面处理技术研究

微弧氧化又称为微等离子体氧化 , 是近年来在普通阳极氧化基础上开发的一及生产装备都走在了世界前列。 钇镁中间合金、钆镁中间合金等已进入了产业化生产，并在全球首次实现了钆镁中间合金的工业化生产。该成果于 2006 年 12 月通过了江西省科技厅组织的成果鉴定，整体技术达到国际先进水平。

组建之后，本工程中心通过进一步对稀土镁合金的开发研制，对试验成功一系列的稀土镁中间合金，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，这大大提高了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，总销量已达上百万元，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。

本中心科研人员已成功研制了在 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。

3. 镁稀土应用合金产品的表面处理技术研究

微弧氧化又称为微等离子体氧化 , 是近年来在普通阳极氧化基础上开发的一种新技术。它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。 , 利用微弧氧化技术在 Al 、 Mg 、 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。

中心科研人员在 AZ91 及 AZ91D 镁合金表面生长陶瓷氧化膜的试验研究，获得了硬度大于 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。

（ 1 ）中心依托单位

赣南师范大学,赣州龙钇稀土材料有限公司, 赣州三鑫新材料科技有限公司

赣州龙钇稀土材料有限公司是一家以重稀土资源为基础，集科研、生产、物流贸易、采矿、销售为一体的高新技术企业，拥有先进的真空感应熔炼炉、电解炉、直流电弧炉等生产、实验设备和日本进口 ICP 直读光谱分析仪、原子吸收仪、奥林巴斯数码图像采集和分析仪等专业分析测试仪器；公司坚持技术创新，拥有独立的技术研究中心，先后承担了一项国家中小企业创新基金项目、两项国家级新材料火炬计划项目、两项省级新材料火炬计划项目，八个系列产品被评为高新技术产品，同时通过了 ISO9001 ： 2000 质量管理体系认证。公司专业开发、生产的钇基重稀土球化剂、孕育剂、蠕化剂、铬系耐磨合金铸铁变质剂、黄铜高效精炼细化剂等系列产品销往中国宝钢铸造、武汉钢铁、太原钢铁轧辊、宁波日月铸造、台湾永冠、台湾强韧等国内外几百家客户，并不断推出新产品，以满足铸造业的发展需要。

赣州龙钇稀土材料有限公司成功组织完成了“钇基重稀土复合球化剂”的产业化，用户覆盖全国，使我国现有生产设备和生产成本条件下大断面球铁件的质量达到或超过了国际水平，在上海宝钢、首钢、武钢、鞍钢等国家重点企业中应用解决了他们长期不能解决的产品质量问题。赣州龙钇稀土材料有限公司坚持技术创新，走院校－企业合作之路。与中山大学、北方交通大学、南昌大学、中科院长春应用化学研究所、江西理工大学、赣南师范大学等院校进行了技术合作，长期聘请知名专家教授作为公司的技术顾问。

赣州三鑫新材料科技有限公司是依托江西省高校“功能材料化学重点实验室”和学校“稀土金属材料及应用重点实验室”的高技术公司，专门从事稀土金属、稀土合金、高性能镁合金、稀土铝合金等材料的研发和生产销售。

（ 2 ）与省内外科研机构合作情况

赣南师范学院镁合金材料研究所与中科院长春应用化学研究所一直保持紧密合作关系，成功开展了氟化体系共电沉积制备钆镁和富钇镁中间合金3000安培电解槽工业试验，首次实现了钆镁中间合金的工业化生产，同时参与研制了以该法生产的钇镁中间合金为合金元素添加剂的高强耐热重稀土镁合金，该合金用于一汽集团批量生产的耐热、抗蠕变的稀土镁合金汽车发动机缸盖，经检测，该汽缸盖各项性能达到或部分超过国外同类产品水平。同时，还与中科院沈阳铸造研究所、重庆大学、哈尔滨工业大学、南昌大学和江西理工大学等保持学术交流和业务合作关系。

本中心生产的钇镁、钆镁中间合金销往重庆大学镁合金工程技术研究中心、中科院沈阳铸造研究所、中国兵器厂、哈尔滨101厂、一汽集团等十余家国内重要的镁合稀土球化剂、孕育剂、蠕化剂、铬系耐磨合金铸铁变质剂、黄铜高效精炼细化剂等系列产品销往中国宝钢铸造、武汉钢铁、太原钢铁轧辊、宁波日月铸造、台湾永冠、台湾强韧等国内外几百家客户，并不断推出新产品，以满足铸造业的发展需要。

赣州龙钇稀土材料有限公司成功组织完成了“钇基重稀土复合球化剂”的产业化，用户覆盖全国，使我国现有生产设备和生产成本条件下大断面球铁件的质量达到或超过了国际水平，在上海宝钢、首钢、武钢、鞍钢等国家重点企业中应用解决了他们长期不能解决的产品质量问题。赣州龙钇稀土材料有限公司坚持技术创新，走院校－企业合作之路。与中山大学、北方交通大学、南昌大学、中科院长春应用化学研究所、江西理工大学、赣南师范学院等院校进行了技术合作，长期聘请知名专家教授作为公司的技术顾问。

赣州三鑫新材料科技有限公司是依托江西省高校“功能材料化学重点实验室”和学校“稀土金属材料及应用重点实验室”的高技术公司，专门从事稀土金属、稀土合金、高性能镁合金、稀土铝合金等材料的研发和生产销售。

本中心生产的钇镁、钆镁中间合金销往重庆大学镁合金工程技术研究中心、中科院沈阳铸造研究所、中国兵器厂、哈尔滨101厂、一汽集团等十余家国内重要的镁合金材料研究和应用单位，并建立了良性互动的合作关系，最近，小批量钆镁中间合金产品已成功销往日本客户试用。

另外，上海交通大学经常进行各类学术交流活动，相互联系紧密，并为其提供各类高品质的稀土镁中间合金。由此，开发的高品质稀土镁中间合金已用于我国中远程导弹基座、飞机黑匣子、肩扛导弹外壳、鱼雷、坦克发动机等，提高了武器射程和精度，提高了坦克等的有效载荷，为我国这军工产品的研发做出了间接贡献；另外，还促进了我国民用镁合金的开发，除用于改善传统镁合金各项性能外，开发的稀土镁中间合金已推广应用到高速列车座椅、汽车柴油发动机缸盖、汽车全镁发动机、汽车零部件、自行车（赛车）等新产品，极大地拓展了稀土的应用领域，并为节能减排及低碳经济的发展做出了贡献。

本中心由赣南师范大学镁合金材料研究所为主体，联合赣州龙钇稀土材料有限公司、赣州三鑫新材料科技有限公司共同组建，中心总部设在赣南师范学院章贡校区内。本中心用房面积维持在1500平方米左右，足够提供中心的科研和生产的需要。拥有1122.5万元与工程中心技术领域相关的研究、分析检测仪器设备及生产设备。中心硬件建设投入合计达1605万元，其中依托单位自身投入880万元，中心可用年度运行经费15万元。中心现有专职科研技术人员25人，其中具正高级职称8人，副高级9人；另聘技术委员会，成员9人，其中院士2人。

已取得科研成果八十余项，其中10余项国家级课题，20多项省部级科研项目， 20多项江西省教育厅、赣南师范大学的科研项目，20余项 横向合作课题； 共申请各种专利二十余项， 国家发明专利26项、实用专利3项；发表科研论文 近300篇，其中被SCI、 EI、CA 等著名刊物收录81篇。组建以来，获省部级奖励6项。

工程中心技术委员会主任：黄春辉 院士，女，1933 年出生于河北，祖籍江西。1955 年毕业于北京大学化学系，并留校任教。现任北京大学化学学院教授及复旦大学先进材料实验室教授。2001 年当选为中国科学院院士。

黄春辉 教授的主要研究领域是稀土配位化学和分子基功能膜材料。前者内容涉及到稀土元素的萃取分离、稀土配合物的分子设计、合成、结构及性质研究，特别是稀土配合物的光致发光及电致发光性质的研究。在分子基功能材料的研究中，将二阶非线性光学材料分子设计的原理引入到光电转化材料的设计中，发现了两者在构效关系上的相关性，开发了一类新的光电转化材料。

著有《稀土配位化学》 (1997 ） 、《光电功能超薄膜》（2001） 和《有机电致发光材料与器件导论》（2005） 。此外还参加编写了《无机化学丛书第七卷 钪及稀土元素》，《稀土》等五本专著。发表论文 300 余篇，并被《Chem. Rev.》等著名杂志他引 1000 余次。曾获国家自然科学二等奖、三等奖各 1 项、国家教委科技进步二等奖 2 项， 何梁何利基金科学与技术进步奖。

黄春辉 教授已培养出 20 余位理学博士，其中两位博士生获全国百篇优秀论文（1999 ，2003）。三位青年教师获中国化学会青年化学奖。

工程中心主任：张小联 ，男，硕士， 1965 年 3 月生，第七批江西省主要学科学术和技术带头人培养对象； 2006 年入选江西省百千万人才工程，并获 2006 年国务院特殊津贴奖励。现为赣南师范大学化学与生命科学系教授、学院学科带头人、硕士生导师和江西省高校功能材料化学重点实验室主任，兼任赣州三鑫新材料科技有限公司董事长和总经理，主要从事稀土金属材料及镁稀土应用合金研究开发。

从事专业工作以来，在稀土金属冶炼工艺与设备、稀土金属材料等方面做了大量研究和开发工作；主持研制的大型稀土电解槽各项技术居世界先进水平，对我国稀土金属熔盐电解技术及装备的进步做出了较大贡献。

从事科研工作 20余年来，先后 主持或参与国家和省部级项目 29项 （其中国家项目 8 项）。参与主持的 “ 离子型稀土冶炼技术及设备 ” 分别 获 2001 年度国家科技进步二等奖和 2001 年度江西省科技进步一等奖， 主持的 “10KA 氟化体系稀土大电解槽研制 ” 分别 获 2002 年度江西省和赣州市科技进步一等奖 ， 2002 年获江西省委统战部和江西省科学技术厅共同举办的 2000 年至 2002 年江西省 “ 兴赣杯 ” 科技创新竞赛一等奖， 2007 年获江西省高校 2005-2006 年度科技成果二等奖，2010年获江西省高校2009-2010年度科技成果三等奖。已取得发明专利 3 项、实用新型专利 3 项，在国内学术刊物及重要学术会议上共发表论文 25 篇（其中 SCI 收录 2 篇）。

工程中心副主任：杨清， 1962 年 6 月生， 高级工程师， 长期从事中重稀土在黑色金属、有色金属中的研究应用开发及其中间合金的冶炼工艺研究工作，组织、参与国家级火炬计划项目 “ 钇基重稀土硅铁镁合金 ” 的实施工作并在 2002 年通过国家科技部组织的验收，组织参与的 “ 年产 1000 吨 YBZW 钇基稀土钢用复合变质剂 ” 项目被科技部认定为 2004 年国家级火炬计划项目，组织参与江西省 “九五 ” 重点科技攻关项目 “ 钇基重稀土复合球化剂 ” 的实施工作并通过验收，是国家级新产品 “ 钇基重稀土复合球化剂 ” 的主要研制者，主持自主开发的八个新产品被省科技厅认定为高新技术产品，主持开发的多项科研成果分别获得省、市科技进步二、三等奖。多次在国家级刊物《现代铸铁》、《特种铸造及有色合金》、《稀土》杂志上发表论文。

中心开发的系列稀土中间合金产品在国内多家单位使用后效果较好，且使用成本低。作为稀土金属的替代产品，稀土中间合金产品具有杂质含量低、价格较低、熔点低、加入合金中不易偏析且收率高等优点，可广泛用于高性能稀土镁合金、铝合金、磁性材料、大断面球墨铸铁件、高速工具钢、耐热钢、耐腐蚀钢、球墨铸铁电焊条、低合金钢电焊条、不锈钢电焊条、铁铬铝电阻丝等。2100433B

重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心经科技部于2007年批准组建。该中心以重庆大学为依托单位，其成员单位包括重庆镁业科技股份有限公司、长安汽车（集团）有限责任公司、西南铝业（集团）有限责任公司、西南技术工程研究所、重庆工学院等，其前身为重庆市镁合金工程技术研究中心。2007年底被批准为国家国际合作重点基地。国家镁合金材料工程技术研究中心

在国家“211”和“985”工程的支持下，中心已在重庆大学建成6000多平方米的研发基地，拥有镁合金熔炼、压铸、半连续铸造、薄带连铸、挤压、轧制和冲压等成套研发设备和先进的材料分析检测仪器。中心的中试及产业化核心基 地拥有压铸、挤压、装备制造等工业设备，建有多条镁合金产业化生产线。

国家镁合金材料工程技术研究中心先后承担国家及省部级重要项目等30余项，突破并掌握了一批关键技术，取得了一批具有自主知识产权的标志性成果；促进了镁合金产品在摩托车、汽车、军工、手动工具、3C产品等方面的应用，极大地推进了我国镁产业的发展。通过技术服务与项目合作，中心的研发成果已辐射到全国40余家镁及镁合金生产与应用企业。

中心拥有研究和开发人员150多人，其中教授和副教授40多人，博士后10余人，博士生和硕士生100多人。

国家镁合金材料工程技术研究中心完成和正在主持及参与国家级和省部级重要科研项目30多项，是科技部第一个镁合金国家973项目的牵头单位。获得轻合金领域的国家级和省部级等科技奖10余项，在轻合金方面出版著作10余部，公开发表镁合金学术论文300余篇，申请专利40余项，开发新产品、新材料和新技术60余个（项），已经实现工业化生产的成果和产品40余个。

主要获奖项目

1）“高质量包装用铝箔毛料与铝箔产品的研究开发和产业化”，2004年国家科技进步二等奖

2）“铝箔用工业纯铝的组织控制和工艺优化”，2000年教育部科技进步一等奖，2001年美国杜邦科技创新奖

3）“高韧超高强变形铝合金产业化关键技术”，2006年教育部科技进步一等奖

4）“镁合金及产业化关键技术开发与应用”，2007年重庆市科技进步一等奖

5）“镁合金在微型汽车中的应用”，2005年中国汽车工业协会科学技术进步二等奖

6）“摩托车镁合金压铸件生产技术开发”，2003年中国有色金属工业科学技术二等奖

已授权的部分发明专利和已颁布的部分标准

1) 发明专利《一种间接挤压铸造方法》

2) 发明专利《镁合金复合成形方法》

3) 发明专利《一种用于反应生成镁合金保护气体的混合物》

4) 发明专利《一种镁合金熔炼阻燃保护的方法》

5) 发明专利《镁基材料复合镀覆层处理方法》

6) 发明专利《双辊连铸机的侧封机构》

7) 发明专利《一种含稀土钇的高塑性镁合金》

8) 发明专利《金属挤压变形流动性的模拟判定方法》

9) 发明专利《一种有色金属熔炼用变质剂及其制备方法》

10）发明专利《双辊连铸薄带镁合金薄带浇铸装置》

11）国家标准《镁及镁合金废料》GB/T 20926-2007

12）国家行业标准《工具用镁合金铸件》YS/T 627-2007

代表性著作

1）《高性能变形镁合金与加工技术》，科学出版社，北京

2）《镁合金及应用》，化学工业出版社，北京

3）《铝合金及应用》，化学工业出版社，北京

4）《钛合金及应用》，化学工业出版社，北京

5）《铝箔材料》，化学工业出版社，北京

6）《轻合金材料新技术》， 化学工业出版社，北京

7）《碳氮化钛及其复合材料的反应合成》，重庆大学出版社，重庆

产业化开发应用成果

镁合金工程技术研究中心的成立及运行，极大地推进了重庆镁产业的发展，直接促成了重庆博奥、长安仁镁、重庆硕龙、重庆奥博、重庆海博等镁合金企业的建立。已形成年产镁合金压铸件600万件、挤压型材2000吨的生产能力。

通过“产、学、研、用”的结合，与合作单位共同开发出多种汽车、摩托车、自行车、手动工具、各种挤压型材、板材、军工零部件和生产装备等镁合金产品，其中40余种产品已规模化生产, 并已应用在200余万辆摩托车和5万辆长安微车上，镁合金零部件的装车数量及单车用镁量均名列国内前茅。

通过技术服务与项目合作，中心已与山西闻喜银光镁业有限责任公司、维恩克材料技术有限公司、广东鸿图科技股份有限公司、东莞宜安电器制品有限公司、山东中通客车有限公司、山东丛林集团、华硕笔记本电脑有限公司等40余家镁及镁合金生产与应用企业建立了紧密的合作关系。

联系方式

地 址：重庆市沙坪坝区沙坪坝正街174号，重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心

联系人：张丁非

邮 编：4000442100433B

1、镁合金应用基础及新型材料：主要研究内容包括镁合金材料的结构性能表征，材料强韧化和塑性变形机制，塑性加工的变形过程分析，高强度、高塑性、耐热和超轻镁合金材料及镁基功能材料的研究与开发，凝固过程模拟，镁合金基础数据库建设等。在镁合金强韧化理论、高成形性塑性变形机制，耐热机理等应用基础研究、镁合金基础数据库建设等方面有较强的实力。

2、镁合金熔炼与铸造成型技术：

研究内容涉及镁合金熔体精炼变质、气体保护技术，变形镁合金坯料的精炼和半连续铸造技术，镁合金压铸技术，挤压铸造技术，薄带连铸技术，废料综合处理和利用技术。重点研究开发的新型压铸和挤压铸造生产技术，应用在汽车及摩托车零部件上，并实现规模化生产；率先在国内利用立式双辊薄带连铸系统成功铸出AZ31B镁合金带坯；废镁回收技术的应用已用于批量生产。

3、镁合金塑性成型及板型材加工技术：

研究开发镁合金板材轧制技术、镁合金板材挤压-轧制技术、镁合金型材挤压加工技术、相关模具技术等。突破并掌握了镁合金板材在线控温轧制及无边裂轧制、镁合金型材快速挤压模具流线型工作带设计及大断面模具温度快速调节等一批关键技术；研制出国内最宽的镁合金板材和尺寸最大的镁合金中空薄壁特种型材；所研制的板材、型材已供豪华客车试用，为大众汽车开发的保险杠型材质量优于德国同类样品质量。

4、镁合金产品应用技术：

以汽车、摩托车为主要应用目标，形成了具有自主知识产权的镁合金产品集成应用技术体系，建立了镁合金压铸产品研究开发的技术平台；开发出镁合金变速箱壳体、曲轴箱壳体、方向盘骨架、轮毂等零部件产品，以及笔记本电脑外壳和手机外壳的镁合金样品。针对3C产品，开发了镁合金板材冲压工艺及相关设备技术；研发了镁合金打磨和涂装等表面处理技术。

5、镁合金专用设备技术:

针对镁合金新材料的开发、零部件铸造成型及表面处理等的需要，进行了镁合金半连铸、熔炼及保护、表面精加工等设备技术的研究及相关装备的开发和生产，进行了镁合金立式双辊薄带连铸主机系统的研究和设计（铸辊规格：Φ800×450mm）。自行设计制造的系列气体保护镁合金熔化浇注炉等镁合金装备已实现批量对外销售。