“镁/铝大型薄壁高筋构件均匀强韧化整体成形”关键技术获重大突破

中国有色金属工业协会于1月9日在山西太原组织召开了中北大学完成的“镁/铝大型薄壁高筋构件均匀强韧化及‘长筋’挤压成形技术”项目成果评价会。会议邀请了以中国工程院院士王一德、谢建新，中国有色金属工业协会副会长兼秘书长贾明星，塑性工程学会原秘书长陆辛等有色金属材料与加工专业领域的专家组成评价组。

该项目以国家自然科学基金重点项目及国防“973”计划重点项目等课题为支持，面向新一代国防重点型号需求，建立了基于构件服役条件的整体均匀强韧性和关键部位承载能力并重的锻件成形设计理念，提出了从铸锭开坯到构件成形全程组织持续细化和合理分布、在构件上“长出筋”的性能及精度一体化调控方法。主要创新点包括：

01

提出并开发了应用于镁/铝轻量化大型薄壁高筋构件挤压成形新工艺，解决了航空航天装备高性能关键构件制造技术难题;

02

发明了扩径挤压镦粗大规格坯料组织均匀性调控技术，解决了高合金化镁/铝组织成分均匀性控制难题;

03

发明并研制出大型薄壁高筋构件挤压成形成套装备，实现了高质量构件的精确成形制造。

实现的技术指标：铸棒镦粗高径比大于7，制备稀土镁合金坯料直径达到600 mm以上、长度达到1100 mm;复杂构件成形力是传统挤压的1/3左右，内环筋高达60 mm以上，筋部承载能力较机加提高1~1.5倍，力学三向均匀一致性达到95%，材料利用率提高2倍，合格率达95%以上，减少机械切削工时30%。

该技术重现度好、成熟度高、质量可靠，专家组认为项目整体技术达到了国际先进水平。

中北大学精密成形中心一直从事铝镁合金复杂构件成形新技术及产业化研究，在轻量化构件精密塑性成形基础研究及工程化应用方面做出了一系列开创性工作。该团队先后获“国防科技创新团队”“山西省科技创新重点团队”，建成国防科技工业复杂构件挤压成形技术创新中心、镁基材料深加工技术教育部工程研究中心，已形成镁/铝合金大型复杂高性能构件研发—检测—试制一流的研发平台。所提出的大型复杂构件纤维组织定向分布、晶粒持续细化、性能均匀控制和以温成形为核心的复合挤压成形理论及技术，大幅度提高构件性能和材料利用率，解决了国家重大型号超重和成本高的难题。开创了高强铝合金在大冲击载荷、高疲劳寿命构件上应用的先河，解决了某型轮式自行火炮、8×8轮式战车、山地作战单兵武器、导弹等装备超重无法定型的难题。研制的重型战车铝合金轮毂轮辋、轻82迫击炮铝合金座钣，结束了钢质构件的历史;HQ系列战斗部壳体抗压承载提高1倍;鱼雷舱段在结构材料不变前提下，潜水深度由400米增加到600米;发明了大型复杂镁合金构件成形新技术与装备，解决了性能低、无法成形的技术难题，突破了新一代装备轻量化想用镁合金而无法应用的瓶颈。研制的耐热镁合金大型薄壁内筋壳体，性能与Al-Li合金相当，减重20%以上，已用于新型战略武器研制;研制50余种镁合金构件在神舟飞船、直升机、新一代战车等上应用，建成了镁合金纵火矩生产线，为新一代装备研制与生产提供了保障，有力提升了高端装备战技指标和航天运载能力。

负责人张治民教授，国防“973”技术首席。1982年哈工大毕业以来一直从事铝镁合金复杂构件成形新技术及产业化研究，先后获第八届“中国兵工学会科技特等奖”“何梁何利基金科学与技术进步奖”，以第一完成人获国家科技进步二等奖1项、省部级科学技术一等奖3项、二等奖10项，授权国家发明专利80余项、美国发明专利2项，且多项专利已进行了转化，制定WJ工业标准2项，相关研究成果已在“Materials and Design”“Journal of Alloys and Compounds”“机械工程学报”等国内外学术期刊发表。