石墨烯涂层模具研发获突破 镁合金产业有望受益

  时下热门的新型材料石墨烯应用近日在青岛高新区实现了新的突破：石墨烯涂层热挤压模具的成功研制给模具穿上了光滑的“外衣”。用它生产出的镁合金热挤压件光泽度和产量极大的提升。从此，模具不再是一次性使用的消耗品，成本降低、技术提升，国内镁合金产业也有望迎来跨越式发展。

  在青岛高新区石墨烯产业园的卡尔奔新材料公司，《经济日报》记者见到了该公司研发的石墨烯涂层模具，以及用这种模具生产出的镁合金棒。用石墨烯涂层模具制作的镁合金棒表面光洁平滑，由于受氧化影响小，颜色亮洁如镜。技术主要发明人、卡尔奔新材料公司技术顾问姜海滨介绍，镁合金棒之所以光洁，秘诀在于模具上接触镁合金的位置有一小片石墨烯涂层。

  石墨烯是强度最大的新型纳米材料，具有强度大、柔韧性强与结构稳定等优势，卡尔奔公司利用独有的设备与工艺，在镁合金热挤压模具表面生成一层仅有几百纳米厚度的石墨烯涂层，使模具具有耐高温、高硬度、低摩擦系数等优良特性，同时可提高镁合金型材的挤压速度30%以上。“国内很多高校和实验室都在研究解决镁合金变形难题，共同的难点是加在模具上的涂层在高温环境中容易脱落。但我们的涂层并不是涂抹在表面，而是通过营造特殊的环境，使材料‘生长’在模具表面。”姜海滨介绍说，实践证明石墨烯涂层模具完全能实现1毫米以内镁合金型材的挤压，为实现高端镁合金型材产业化提供了技术保障。

  铝合金由于强度高、重量轻等优势，大范围的应用于生产生活。镁合金的比刚度与铝合金相当，但重量更轻、比强度更高、抗震减噪性能更好。基于这些优良性能，航空航天器、汽车轮船等交通运输工具的减重节能不能离开镁合金。最重要的是，镁资源比铝资源储量丰富，我国现存的铝资源使用的时间不超过10年，但镁资源占世界储量的70%，因此镁合金被一致认为是能全面替代铝合金的未来主导材料。难点在于较精细的镁合金件需要用挤压工艺制作，国内大多数厂家还没办法实现，每年要花费巨额外汇进口镁合金型材。另一方面，现有的镁合金企业为了更好的提高产品光泽度，只能购买价格更高的模具，高昂的成本令企业难以承受。

  对此，山东某金属公司董事长孙强深有体会。今年5月份，经青岛高新区工作人员引荐，正焦急地寻求技术解决方案的孙强与卡尔奔公司尝试合作。孙强给记者算了一笔账，该公司每天24小时不间断生产，原本一天就要损耗十几套模具，石墨烯涂层模具一套就能使用10个小时，一天只需要两套模具。不仅如此，模具达到常规使用的寿命后，重新加涂层还可接着使用；模具不再是一次性消耗品，按照每套模具2000元至3000元成本计算，每天至少可节省3万元。“这在某种程度上预示着镁合金成本将大为降低，有望给行业带来非常大商机。”（经济日报记者 刘 成）