轻量化的背景需求
近年来, 随着工业化, 城镇化进程加快和消费结构持续升级, 我国能源需求刚性增长, 资源环境问题成为制约我国经济社会发展的瓶颈之一, 节能减排, 保护环境已作为基本国策在坚决而全面的执行和落实. 汽车, 轨道交通, 航空和船艇四大交通运输领域轻量化趋势愈加明朗, 减轻运输设备自重已成为提高运输领域燃油经济性, 降低能耗, 减少污染的重要措施, 是现阶段炙手可热的技术议题之一.
以汽车轻量化为例, 铝, 镁合金型材因为多种优良特性成为实现轻量化交通的重要原材料, 用量逐年增长. 根据美国汽车材料协会预计, 随着镁, 铝合金技术的成熟和轻量化需求增加, 到2020年, 北美生产的汽车镁合金用量将达到160kg. 中国公路学会曾列举了一组数据: 若汽车整车重量降低10%, 燃油效率可提高6%~8%, 降低二氧化碳排放13%;汽车整备质量每减少100公斤, 百公里油耗可降低0.3~0.6升. 镁合金已被发达国家广泛用于汽车仪表板, 座椅支架, 变速箱壳体, 方向操纵系统部件, 发动机罩盖, 车门, 发动机缸体, 框架等零部件上. 用镁合金制造零部件, 可以显著减自重, 提高零部件的集成度, 提高设计的灵活性等, 从而改善汽车的动力性, 减少燃料消耗, 降低排放污染, 已成为国内汽车制造业发展的必然趋势.
随着世界发达国家纷纷制定燃油车限售时间表, 我国工信部也启动传统能源车停产停售进程研究. 但由于电池本身的增重达到数百公斤, 导致续航里程的减少, 从车身轻量化的角度来看, 需要解决因车身性能要求的提高和电池重量的增加而带来的影响. 目前, 国内外专家针对车身轻量化已达成三方面的共识: 应用新材料, 优化车身结构设计, 采用先进的制造工艺.
就材料而言, 除了要求轻质之外, 还必须具有优秀的强度, 模量, 韧性, 耐磨, 耐疲劳, 耐老化等性能. 新型铝合金, 高强度镁合金于交通设备上的应用, 对设计, 材料, 制造技术, 表面处理工艺, 安全评价方法, 生命周期分析等构成 全方位的挑战与机遇.
对于强度和质量要求较高的镁, 铝合金部件, 对合金表面的耐蚀性, 粗糙度, 附着力, 阻燃性都有苛刻要求, 而轻质合金本身的耐腐蚀, 耐高温等性能远不能满足使用需求. 为保证部件在各种恶劣环境条件下的使用性能和使用寿命, 工件的表面处理效果显得至关重要, 在一定程度上是决定镁, 铝合金能否成为产品的关键工艺.
应用案例: 铝合金发动机气缸
超微弧氧化技术应用优势
北京杜尔考特科技有限公司核心的超微弧氧化技术, 是一种轻合金表面纳米功能化膜制备技术, 它是具备超耐蚀性, 超耐磨性, 抗力学冲击, 抗疲劳性, 抗高温性, 超疏水性, 超导电性, 超绝缘性, 温控特性, 生物活性以及上述指标优化兼容综合防护膜的工业化加工技术.
该技术彻底解决了传统表面处理技术在膜层性能指标, 工业化稳定生产和环保性方面的缺陷, 对于镁铝合金在交通领域的应用具有如下突出优势:
技术性能优势
超高技术指标. 无需封闭, 喷漆, 电泳等二次后处理工艺即可直接达成高端指标, 具备超强的力学性能.
镁合金: 10μm厚的膜层中性盐雾≧1000H(涂装后达3000小时以上), 划痕盐雾≧800H;
铝合金: 中性盐雾≧5000H, 划痕盐雾≧1000H, 硬度分布均匀≧1000Hv, 电绝缘性: 109--1010Ω·cm, 电偶腐蚀B级, 粗糙度≤0.01μm.
膜层具备自修复特性. 轻微破损情况下仍具有完整膜层的耐腐蚀性, 产品的划痕盐雾试验可达800小时以上.
防火性能优越: 对于易燃的镁合金基体, 5μm的膜层可延迟燃烧2min, 10μm膜层可延迟4min, 30μm以上实现不燃特性.
工业化生产优势
超低成本. 超微弧氧化技术实现了大功率电源的智能反馈控制, 既实现了膜层组织的超致密性, 同时也大幅降低了加工环节中的电能消耗(单位面积的加工耗电较是传统微弧氧化的1/2~1/5), 大幅降低了生产成本.
稳定高效生产. 溶液可长期稳定使用, 只需要根据生产消耗进行少量补加;超微弧氧化技术搭载杜尔科技公司自主研发的电源设备, 溶液药水, 突破性实现单次单机加工面积达3至20m2, 大幅提高了生产效率.
高环保性能. 生产加工过程中无废气, 废渣排放, 无重金属排放, 少量废水经过简单处理即可达到排放要求.
应用成熟度优势
超微弧氧化技术近年来已经在汽车, 高铁上得到产品应用和使用验证, 已具备成熟的推广应用基础. 特别针对轨道交通业的镁合金部件, 首创超微弧氧化纳米自组装复合技术, 三防指标达到航空航天级标准, 解决石击后耐腐蚀问题以及镁合金 '怕火' 的行业难题.
应用实例: 镁合金汽车轮毂
镁合金汽车轮毂检测报告
具备了上述诸多突出优势, 北京杜尔考特将竭力为交通领域的轻量化发展做出贡献, 将超微弧氧化技术的各项优势落地到相关领域的发展应用中, 分享高性能, 高效率, 低成本的技术红利, 为镁铝合金在交通领域的应用发挥力所能及的助推作用, 从而加快交通领域轻量化发展的进程.