低能耗环保型铝镁合金微弧复合处理关键设备研制与工艺开发
完成单位:西安理工大学

产生时间:2005

支撑项目(平台):陕西省镁合金工程技术研究中心

参与单位:陕西省教育厅

所属学科:材料科学与工程

主要贡献者:蒋百灵、时惠英、张国君、葛延峰、刘东杰、米天健、刘政、杜玉洲、杨超、郝娟

成就简介:以低能耗环保型微弧氧化关键设备研制和微弧复合处理技术开发为成果形态,以满足铝镁合金用于武器装备、运输机械等苛刻服役环境的综合防护性能涂层制备及民用产品环保低成本处理为目标,展开装备与工艺的协同开发。

随着铝镁等轻合金强度的不断提升,铝对钢、镁对铝顺序替代产生的减重效果,已使其在舰载机、登陆艇等国防装备,高铁、汽车结构件及电子产品壳体等民用行业的应用成为可能。然而铝镁合金表面易腐蚀不耐磨的性能缺憾成为其向以上领域扩展的技术瓶颈。阳极氧化、电镀等表面处理技术已被证实不能满足铝镁合金苛刻环境服役的表面性能要求;微弧氧化以其可免除酸洗碱洗、膜基冶金结合及主要为陶瓷相的环保优点和性能特点,曾引起轻量化制造业的高度关注。但是传统的微弧氧化设备,不仅在电量消耗水平和产出效率方面难以被量大面广、利润空间不高的铝镁合金制造业所接受,其单一的陶瓷层结构也满足不了服役于苛刻环境的表面性能要求。
针对以上制约轻量化发展的表面处理设备与涂层制备工艺缺憾,在国家科技支撑计划、“863”计划、国际合作计划、国家自然科学基金等项目支持下,本成就从阳极OH-析氧离化的边界条件确定切入,以低能耗微弧氧化处理关键设备研制和微弧复合涂层制备技术开发为成果形态,经十余年研究开发研制出了国际上处理能力最大、电能消耗最低的并联输出微弧氧化电源系统,满足了企业对微弧氧化技术选用时,从小功率选用开发产品引导市场认同,到随产能扩大逐步并联扩容的产业化推广需求;同时利用微弧氧化技术不需要酸洗碱洗等除去氧化膜的湿式前处理工序以及陶瓷层表面多孔的结构,开发微弧氧化直接与涂装工艺复合的防护处理技术制备高性能、多用途的陶瓷有机复合涂层,性能明显优于单一微弧氧化或传统涂装工艺,还具有工艺简单、环保、无排放、处理效率高、涂层综合性能优异以及对材料的适应性强等优点,彻底解决铝镁合金向国防装备、高铁汽车等领域扩展的表面防护难题。研究成果已写入了艇上铝制设备、舰载机镁质构件防腐处理验收大纲,解决了镁合金用于军机吊舱、发射架等部件时需解决的耐蚀抗冲击与减磨等多性能兼顾的涂层制备难题;因本成果系唯一通过国际第三方检测机构(RELIABLE ANALYSIS, INC.)镁合金轮毂表面防护性能综合检测的表面处理技术,美国通用汽车公司要求与项目组联合申请了两项镁合金轮毂防腐抗冲击复合涂层制备的国际专利;相关技术和装备已被中车集团、中国航天科技集团、中国航空工业集团、一汽集团、东风汽车、富士康集团、比亚迪集团、嘉瑞集团、常州华晨铸造、西安福莱特热处理和东莞宜安科技等多家企业采用,部分企业提供的数据表明新增产值近百亿元,新增利润近三十亿元。

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