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万丰镁业:在铝合金副车架、新材料、新工艺开发上持续突破

威海日报 发表于2023/6/6 8:46:06 万丰镁业镁合金轻量化

在基地车间里,工人正在喷涂副车架产品。

原标题:万丰镁业:“双碳”驱动下,“小巨人”轮毂转得飞快

从轮毂产品热销哈雷、宝马等知名主机厂,到挺进5G供应链崭露锋芒,再到进军整体机车车架,新材料的研发一直支撑着威海万丰镁业科技发展限公司向上生长。如今,这一国内镁合金领域“小巨人”的“轮毂”又要奔向何处?

国家“双碳”战略背景下,轻量化成为汽车行业碳减排的焦点。5月19日,走进万丰镁业250万件数字轻量化高强镁铝合金机车部件生产基地,2条生产线正满负荷生产,高强铝铜合金新材料经过配制、浇注、加工、测试后,源源不断地产出副车架,它们将被运往哈雷、宝马、杜卡迪等主机厂,安装到大排量机车上,成为前后车桥的“骨架”,阻挡振动和噪音,提升驾驶舒适性。

“骨架”自然要有足够的强度,而万丰镁业的这款副车架最薄处仅有3毫米,减重效果是传统产品的50%以上,却依然拥有着与航空航天产品一样的500MPa抗拉强度,直径5毫米高强镁铝合金试棒最重可吊起1000公斤的重量。

“传统副车架是用铸铁做的,非常重,而且部件需要焊接在一起,工序成本较高。”公司高级工程师刘旦说,2018年,哈雷提出了部件轻量化的需求,这加速了公司新材料和新工艺的研发。

强度要高还要轻,铝铜合金成了最佳选择,而这款材料一直应用于航空航天领域,并没有在民用领域大规模应用,怎么打破“次元壁”?“之前的铝铜合金中有贵金属‘钒’,价格昂贵,每吨高达150万元,要想用在民用领域,必须找到‘性价比’更高的元素。”刘旦说。研发人员大量查阅国内外文献,发现在铝铜合金中加入稀土元素可以起到很好的强化效果。而10多种稀土元素哪个才是最合适的?只有一个笨办法,“一个一个试”。

查找文献、交叉试验、对比优化……每一种稀土元素都被“掰碎了”,研发人员穷尽每一种可能,推动试验结果上的微小改变,寻找“最优解”。最终,经过一次次在夏天守着780℃的熔炉做试验后,他们找到了一种价格低廉但性能优异的稀土元素来替代贵金属“钒”,材料强度一致,材料成本每吨最高下降了1万元。

合适的材料找到了,接下来要攻下的就是成型工艺。“铝合金凝固过程中会产生大量的晶粒,晶粒就像石头一样,石头越小,流动得越快,要想制造结构复杂的副车架,必须保证材料有较高的流动性。”刘旦说,为此,他们研发出了含有微米级陶瓷颗粒的晶种合金,从而确保流动性,并通过模流分析,对充型及凝固过程进行分析,获得最佳产品及模具结构,形成高强中空薄壁大尺寸铸造技术。

一切的研发,都指向了一个目标——轻量化。为何对轻量化孜孜以求?据测算,传统燃油车整备质量每减少100千克,每百公里油耗可降低0.3-0.6升,二氧化碳排放可减少约6-14克/千米。在环保节能和激烈的市场竞争环境下,轻量化对于节能减排意义非凡,这也是万丰镁业追寻轻量化的重要原因。目前,公司在材料、成型工艺、产品设计上加速轻量化技术发展步伐,已研制成功强度更高、轻便节能的碳纤维轮毂,在减重的同时,保证产品安全、提高性能。

眼下,数字轻量化高强镁铝合金机车部件生产基地已正式投产,建设2.7万平方米生产厂房及附属设施,购置生产检测设备100台套,可年产250万件数字轻量化高强镁铝合金机车部件。

在公司轻量化技术创新中心,工作人员正在进行着高强铝硅合金的研发,成本将比铝铜合金更低,成型性更好。可以预见,这将进一步助力万丰镁业突破竞争重围,掌握轻量化市场主导权。

本文来自:威海日报

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