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鋅鋁合金具有優(yōu)良的機(jī)械性能、耐磨減磨性能、良好的鑄造性能和加工性能，合金的熔點(diǎn)低，熔化所需能耗低，制造成本低，成型簡(jiǎn)便且無(wú)污染。目前，用鋅鋁合金代替銅合金制造軸瓦、軸套、蝸輪、滑塊等耐磨件，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。我國(guó)是世界上鋅資源最豐富的國(guó)家，儲(chǔ)存量占世界總儲(chǔ)量的 31%， 不僅能滿足國(guó)內(nèi)的需求，還可大量出口。 而銅、錫資源相對(duì)緊缺， 以鋅代銅有可貴的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。企業(yè)在采用鋅鋁合金時(shí)， 不僅降低了生產(chǎn)成本，更提高了產(chǎn)品質(zhì)量， 所以開(kāi)發(fā)鋅鋁合金具有廣闊的前景。

：本項(xiàng)目擬開(kāi)發(fā)的新型高強(qiáng)高導(dǎo)鋁合金節(jié)能架空 導(dǎo)線，主要用于遠(yuǎn)距離高壓輸電。與目前廣泛使用的高壓輸電 用普通鋼芯鋁絞線不同，新型全鋁合金導(dǎo)線 AAAC 采用單一的 鋁合金材料，具有抗弧垂性能好，電阻小，耐熱好，載流量大 等非常突出的優(yōu)勢(shì)。由于其拉重比大、直流電阻小，此類產(chǎn)品 的應(yīng)用，能夠極大的增加塔距，減小輸電線路建設(shè)成本，同時(shí) 降低輸電線路的損耗和運(yùn)行成本，符合我國(guó)建設(shè)“兩型三新”的

采用多元合金化，并通過(guò)調(diào)整合金中硅、錳含量，獲得一種馬氏體-貝氏體低合金耐磨鋼。該鋼種不僅具有較高的強(qiáng)度和硬度（HRC>52），并且具有較高的韌性（Ak>25J/cm2）。適用于具有一定沖擊力，又要求材料具有較高抗磨性的工況，如大型球磨機(jī)的襯板等。目前該材料已用于四川省電力局江油發(fā)電廠引進(jìn)的法國(guó)機(jī)組φ5.000m×24.0m球磨機(jī)，已運(yùn)轉(zhuǎn)4年，

本團(tuán)隊(duì)基于電磁冶金領(lǐng)域二十余年的積累，掌握了銅合金領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的銅鉻鋯合金的非真空熔煉-長(zhǎng)尺寸大卷重電磁連鑄技術(shù)，開(kāi)發(fā)出易偏析銅合金合金超細(xì)化與均質(zhì)化連鑄技術(shù)、高性能銅合金多模式定制磁場(chǎng)凈化技術(shù)等一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破、顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、成果簡(jiǎn)介 本團(tuán)隊(duì)基于電磁冶金領(lǐng)域二十余年的積累，掌握了銅合金領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的銅鉻鋯合金的非真空熔煉-長(zhǎng)尺寸大卷重電磁連鑄技術(shù)，開(kāi)發(fā)出易偏析銅合金合金超細(xì)化與均質(zhì)化連鑄技術(shù)、高性能銅合金多模式定制磁場(chǎng)凈化技術(shù)等一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于高強(qiáng)高導(dǎo)高彈銅合金領(lǐng)域如銅鉻鋯合金、銅鎳錫合金、銅鈦合金、銅碲合金及超高純無(wú)氧銅的規(guī)模化制備等都取得較好的效果。 1）銅鉻鋯非真空熔煉-電磁連鑄技術(shù) 由于鉻、鋯元素和氧的親和力較大，所以合金元素的燒損是銅鉻鋯合金的熔煉必須解決的問(wèn)題。本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在銅合金熔煉，特別是銅鉻鋯合金的非真空熔煉方面，開(kāi)展了近20年的研究，開(kāi)發(fā)了一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的非真空熔煉連鑄技術(shù)、成分穩(wěn)定控制技術(shù)、合金熔體潔凈化技術(shù)等，獲授權(quán)發(fā)明專利和實(shí)用新型專利近20項(xiàng)。本團(tuán)隊(duì)已在完成中試級(jí)表面光滑、內(nèi)部致密無(wú)裂紋、成分均勻的全等軸晶銅鉻鋯棒線材，鑄態(tài)宏觀晶粒度經(jīng)上海材料研究所測(cè)定為M-9.0級(jí)。此外，本團(tuán)隊(duì)從前期研究中，從塑形變形工藝和熱處理工藝角度，提出采用多道次連續(xù)擠壓及熱處理工藝優(yōu)化銅鉻鋯合金想性能的方法，并成功將銅鉻鋯棒材性能的抗拉強(qiáng)度提高到654MPa，斷后延伸率為13.5%，且電導(dǎo)率還能保持在79.3%IACS；這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2017年電車(chē)線用銅鉻鋯合金線材國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的性能要求：抗拉強(qiáng)度＞570MPa，塑性＞3%，電導(dǎo)率＞75%IACS。相關(guān)技術(shù)已與世界五百?gòu)?qiáng)新興際華集團(tuán)下屬新興發(fā)展集團(tuán)有限公司達(dá)成1800萬(wàn)元專利轉(zhuǎn)讓。 2）高均質(zhì)超細(xì)晶電磁連鑄技術(shù) 傳統(tǒng)連鑄制備過(guò)程中多元銅合金如銅鉻鋯合金等常存在組織粗大、成分偏析等問(wèn)題，這將會(huì)嚴(yán)重影響后續(xù)的材料加工過(guò)程，導(dǎo)致在后續(xù)的軋制，擠壓等工藝過(guò)程中很容易產(chǎn)生軋制裂紋等缺陷。本團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的電磁場(chǎng)連鑄過(guò)程易偏析合金超細(xì)化與均質(zhì)化調(diào)控技術(shù)，能在連鑄過(guò)程中，充分?jǐn)嚢枞垠w，均勻化凝固前沿溫度，實(shí)現(xiàn)易偏析合金的超細(xì)化與均質(zhì)化。該技術(shù)已被應(yīng)用于銅鎳錫合金的連鑄中，實(shí)現(xiàn)了該合金連鑄制備的超細(xì)化和均質(zhì)化，所制備全等軸晶銅鎳錫合金鑄態(tài)組織宏觀晶粒度達(dá)到M-10.0級(jí)。目前該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)中試級(jí)百米長(zhǎng)度的連續(xù)電磁鑄造，且已與寧波博威、上海中船重工711研究所、銅陵金威、溫州元鼎等開(kāi)展合作。進(jìn)一步將該技術(shù)推廣于銅碲、銅鐵、銅鈦的連鑄，均取得了極為優(yōu)異的細(xì)晶、表面光潔、成分均勻的連鑄效果。 3）超高純無(wú)氧銅電磁連鑄技術(shù) 金屬材料純凈度是提高其力學(xué)和電學(xué)等綜合性能的關(guān)鍵因素，是制備高品質(zhì)金屬材料的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。高端金屬材料中夾雜物和氣泡對(duì)材料性能影響巨大，許多高端金屬材料的開(kāi)發(fā)都取決于這類缺陷的控制水平。本團(tuán)隊(duì)參與開(kāi)發(fā)的金屬連鑄多模式定制磁場(chǎng)凈化技術(shù)，已成功應(yīng)用于高純高導(dǎo)無(wú)氧銅材料的制備，可將銅中氧含量中降低3ppm以下，達(dá)到目前世界無(wú)氧銅的最高標(biāo)準(zhǔn)——美國(guó)ASTM≤3ppm。與此同時(shí)，該高純無(wú)氧銅的電導(dǎo)率高達(dá)100.1%IACS，目前已全面取代進(jìn)口并用于我國(guó)蘭州重離子加速器、散裂中子源大科學(xué)裝置、美國(guó)Michigan大學(xué)FRIB裝置等重大科學(xué)裝置建設(shè)。該項(xiàng)技術(shù)已獲得2015年度上海市技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，2015年度教育部自然科學(xué)二等獎(jiǎng)，2015年度教育部技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。目前該技術(shù)已與福建紫金銅業(yè)、上海上大眾鑫科技發(fā)展有限公司、寧波興業(yè)、寧波金田等開(kāi)展深入合作。

鎂合金的腐蝕與防護(hù)是鎂合金應(yīng)用中的全球性瓶頸問(wèn)題，如何解決鎂合金的腐蝕問(wèn)題是決定鎂合金應(yīng)用前景的關(guān)鍵問(wèn)題之一。上海交通大學(xué)輕合金精密成型國(guó)家工程研究中心是我國(guó)鎂合金材料和鎂合金制品的研究開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化示范基地，在致力于鎂合金腐蝕與防護(hù)機(jī)理和方法近14年的系統(tǒng)、深入研究基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出了一系列功能獨(dú)特、裝飾性好的鎂合金表面處理技術(shù)及其生產(chǎn)工藝。其中，技術(shù)成熟、性能優(yōu)異、應(yīng)用效果和反應(yīng)良好的“鎂合金耐磨、耐蝕高性能協(xié)合涂層技術(shù)”最為突出，已在我國(guó)的航空、航天、衛(wèi)星、雷達(dá)、通訊、汽車(chē)、紡織等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。 “協(xié)合涂層”不是傳統(tǒng)意義的涂層，而是采用特殊工藝將低摩擦系數(shù)的聚合物或者固體潤(rùn)滑劑引入微弧氧化膜或者硬質(zhì)鍍層之中，從而結(jié)合了原始膜層和引入物兩者的優(yōu)點(diǎn)。該種涂層與基體金屬的表層形成一個(gè)整體，而非僅一層表面覆蓋層，故其性能優(yōu)于原來(lái)的基體金屬和單一的涂層組分性能。本項(xiàng)目對(duì)鎂合金微弧氧化處理的“火花”大小和密度可進(jìn)行調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氧化層微孔直徑、分布密度和膜層厚度的調(diào)控。協(xié)合涂層具有硬度高、強(qiáng)韌性好、耐磨耐蝕的優(yōu)點(diǎn)。 該項(xiàng)目擁有鎂合金超聲濕噴丸方法、鎂合金陽(yáng)極氧化用離子交換膜電解槽及其氧化方法兩項(xiàng) 授權(quán)發(fā)明專利，可廣泛應(yīng)用于航空、航天、衛(wèi)星、雷達(dá)、通訊、汽車(chē)、紡織等領(lǐng)域，具有很大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益潛力。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:鎂合金的腐蝕與防護(hù)是鎂合金應(yīng)用中的全球性瓶頸問(wèn)題，如何解決鎂合金的腐蝕問(wèn)題是決定鎂合金應(yīng)用前景的關(guān)鍵問(wèn)題之一。上海交通大學(xué)輕合金精密成型國(guó)家工程研究中心是我國(guó)鎂合金材料和鎂合金制品的研究開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化示范基地，在致力于鎂合金腐蝕與防護(hù)機(jī)理和方法近14年的系統(tǒng)、深入研究基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出了一系列功能獨(dú)特、裝飾性好的鎂合金表面處理技術(shù)及其生產(chǎn)工藝。其中，技術(shù)成熟、性能優(yōu)異、應(yīng)用效果和反應(yīng)良好的“鎂合金耐磨、耐蝕高性能協(xié)合涂層技術(shù)”最為突出，已在我國(guó)的航空、航天、衛(wèi)星、雷達(dá)、通訊、汽車(chē)、紡織等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。“協(xié)合涂層”不是傳統(tǒng)意義的涂層，而是采用特殊工藝將低摩擦系數(shù)的聚合物或者固體潤(rùn)滑劑引入微弧氧化膜或者硬質(zhì)鍍層之中，從而結(jié)合了原始膜層和引入物兩者的優(yōu)點(diǎn)。該種涂層與基體金屬的表層形成一個(gè)整體，而非僅一層表面覆蓋層，故其性能優(yōu)于原來(lái)的基體金屬和單一的涂層組分性能。本項(xiàng)目對(duì)鎂合金微弧氧化處理的“火花”大小和密度可進(jìn)行調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氧化層微孔直徑、分布密度和膜層厚度的調(diào)控。協(xié)合涂層具有硬度高、強(qiáng)韌性好、耐磨耐蝕的優(yōu)點(diǎn)。該項(xiàng)目擁有鎂合金超聲濕噴丸方法、鎂合金陽(yáng)極氧化用離子交換膜電解槽及其氧化方法兩項(xiàng) 授權(quán)發(fā)明專利，可廣泛應(yīng)用于航空、航天、衛(wèi)星、雷達(dá)、通訊、汽車(chē)、紡織等領(lǐng)域，具有很大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益潛力。知識(shí)產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平成果獲得方式:獨(dú)立研究獲得政府支持情況:國(guó)家級(jí)計(jì)劃/專項(xiàng)類別:國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃、上海市科技創(chuàng)新行動(dòng)重大項(xiàng)目

技術(shù)背景：通過(guò)稀土與鋅交互作用促進(jìn)非基面滑移，提高合金塑形；通過(guò) 減少析出相與基體的電位差，提高合金耐蝕性，開(kāi)發(fā)了高韌耐 腐蝕JDM1鎂稀土合金。技術(shù)水平： JDM1鎂稀土合金具有綜合力學(xué)性能(強(qiáng)度與韌性)、鑄造工 藝性能和接近鋁合金的耐腐蝕性能。 該技術(shù)獲2010年上海市技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)， 授權(quán)專利2項(xiàng)。應(yīng)用領(lǐng)域：? 航空、航天輕質(zhì)構(gòu)件 ? 汽車(chē)車(chē)架、輪轂等輕質(zhì)構(gòu)件? 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋/缸體 

化學(xué)鍍Ni-P具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，在工業(yè)生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用。但是，隨著應(yīng)用的增多也出現(xiàn)了一些問(wèn)題。由于化學(xué)鍍層是陰極性的，如在施鍍過(guò)程中形成針孔、麻點(diǎn)以及使用過(guò)程中外力對(duì)鍍層的損壞等，往往造成鍍層在腐蝕介質(zhì)中形成電偶腐蝕，使得鍍層不僅對(duì)基體起不到保護(hù)作用，反而加速了基體的腐蝕。三元合金Ni-W-P鍍層的出現(xiàn)在一定程度上解決了Ni-P鍍層中所存在的問(wèn)題。W元素的加入可以提高鍍層的致密性，減小了腐蝕介質(zhì)穿透鍍層在鍍層與基體之間形成電偶腐蝕的幾率。此外，W是一種自鈍化元素，在腐蝕介質(zhì)中有利于鍍層表面鈍化膜的形成，提高了鍍層的耐蝕性能，因此，P的含量相近時(shí)Ni-W-P鍍層的耐蝕性能優(yōu)于Ni-P鍍層。但是Ni-W-P鍍層與Ni-P鍍層相比在與基體的結(jié)合力上并沒(méi)有提高，在后續(xù)加工過(guò)程中如受到一定外力作用時(shí)，鍍層很容易脫落，這就使得鍍層的應(yīng)用范圍受到了一定的限制。該技術(shù)針對(duì)現(xiàn)有化學(xué)鍍層在使用過(guò)程中所存在的問(wèn)題，提出將含有一定量W元素的Ni-W-P鍍層在高溫下進(jìn)行熱處理，提高鍍層的結(jié)合力和硬度，大幅度提高鍍層的耐蝕耐磨性能，延長(zhǎng)鍍層的使用壽命。

化學(xué)鍍Ni-P具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。但是，隨著應(yīng)用的增多也 出現(xiàn)了一些問(wèn)題。由于化學(xué)鍍層是陰極性的，如在施鍍過(guò)程中形成針孔、麻點(diǎn)以及使用過(guò)程中 外力對(duì)鍍層的損壞等，往往造成鍍層在腐蝕介質(zhì)中形成電偶腐蝕，使得鍍層不僅對(duì)基體起不到 保護(hù)作用，反而加速了基體的腐蝕。 三元合金Ni-W-P鍍層的出現(xiàn)在一定程度上解決了Ni-P鍍層中所存在的問(wèn)題。W元素的加入 可以提高鍍層的致密性，減小了腐蝕介質(zhì)穿透鍍層在鍍層與基體之間形成電偶腐蝕的幾率。此 外，W是一種自鈍化元素，在腐蝕介質(zhì)中有利于鍍層表面鈍化膜的形成，提高了鍍層的耐蝕性 能，因此，P的含量相近時(shí)Ni-W-P鍍層的耐蝕性能優(yōu)于Ni-P鍍層。但是Ni-W-P鍍層與Ni-P鍍層 相比在與基體的結(jié)合力上并沒(méi)有提高，在后續(xù)加工過(guò)程中如受到一定外力作用時(shí)，鍍層很容易 脫落，這就使得鍍層的應(yīng)用范圍受到了一定的限制。 該技術(shù)針對(duì)現(xiàn)有化學(xué)鍍層在使用過(guò)程中所存在的問(wèn)題，提出將含有一定量W元素的Ni-W-P 鍍層在高溫下進(jìn)行熱處理，提高鍍層的結(jié)合力和硬度，大幅度提高鍍層的耐蝕耐磨性能，延長(zhǎng) 鍍層的使用壽命。 可應(yīng)用于換熱器、泵、軸、空冷等耐蝕或者耐磨的場(chǎng)合

本項(xiàng)目針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中存在的鋁合金機(jī)匣變色、耐磨性不夠高等困擾企業(yè)多 年的技術(shù)難題，經(jīng)過(guò)工藝改進(jìn)和優(yōu)化，開(kāi)發(fā)出了納米尺度陽(yáng)極氧化新技術(shù)，解決 了鋁合金機(jī)匣變色的技術(shù)難題。近5年來(lái)，采用納米陽(yáng)極氧化新技術(shù)處理的鋁合 金機(jī)匣40余萬(wàn)件，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益1200萬(wàn)元，每年節(jié)約成本200萬(wàn)元。同時(shí), 在節(jié)能排放方面產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益。