包头稀土研究院纳米级稀土镁锆细化剂取得突破

 包头稀土研究院研制的纳米级稀土镁锆细化剂已进入100 kg/次中试制备阶段,中试产品经应用测试评价已优于德国、澳大利亚等国家对我国禁售的镁锆细化剂产品,产品已具备进口替代能力,且成本方面具有显著优势。

镁合金的晶粒尺寸控制技术是对镁合金材料性能调控的最根本、最显著的技术方法之一,锆元素和稀土元素均为镁合金的有效细化元素。目前工业普遍采用镁锆中间合金作为晶粒细化剂,市场现有产品存在锆元素细化效率低(低于40%)、锆颗粒大量沉积、细化剂成本高、杂质含量高以及细化工艺操作不稳定等诸多问题,对实际工业应用带来极大困难。

据了解,基于锆元素细化能力的发挥机制,要求所用细化剂中锆颗粒的分布相对均匀,尺寸尽可能低于900 nm,以确保镁合金应用材料中的锆元素在制备及后续使用具有稳定的含量及持续的细化能力。

稀土镁合金中试线基于前期针对稀土和锆元素对镁合金耦合细化机制的研究成果,采用全新的冶金工艺制备方法,开发出锆颗粒尺寸低于600 nm的稀土镁锆晶粒细化剂产品,细化粒子颗粒尺寸为传统镁锆中间合金中锆颗粒尺寸的30%,纳米级颗粒尺寸分布率大于60%,颗粒之间团聚现象低于5%,可以为镁提供丰富的异质形核点,辅以稀土对体系形核驱动力的提升,实现镁合金晶粒的高效率细化。

目前该产品已经完成小规模生产工艺的研发,产品已经客户使用验证,产品细化效率大于80%,成本较传统镁锆晶粒细化剂降低20%以上。

纳米级的细化剂产品可广泛应用于高强度耐热镁合金材料、高塑性变形镁合金材料的制备,为航空航天与国防军工的材料技术发展贡献力量。

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