時(shí)下熱門的新型材料石墨烯應(yīng)用近日在青島高新區(qū)實(shí)現(xiàn)了新的突破：石墨烯涂層熱擠壓模具的成功研制給模具穿上了光滑的“外衣”。用它生產(chǎn)出的鎂合金熱擠壓件光澤度和產(chǎn)量大大提升。從此，模具不再是一次性使用的消耗品，成本降低、技術(shù)提升，國內(nèi)鎂合金產(chǎn)業(yè)也有望迎來跨越式發(fā)展。
在青島高新區(qū)石墨烯產(chǎn)業(yè)園的卡爾奔新材料公司，《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》記者見到了該公司研發(fā)的石墨烯涂層模具，以及用這種模具生產(chǎn)出的鎂合金棒。用石墨烯涂層模具制作的鎂合金棒表面光潔平滑，由于受氧化影響小，顏色亮潔如鏡。技術(shù)主要發(fā)明人、卡爾奔新材料公司技術(shù)顧問姜海濱介紹，鎂合金棒之所以光潔，秘訣在于模具上接觸鎂合金的位置有一小片石墨烯涂層。
石墨烯是強(qiáng)度最大的新型納米材料，具有強(qiáng)度大、柔韌性強(qiáng)與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，卡爾奔公司利用獨(dú)有的設(shè)備與工藝，在鎂合金熱擠壓模具表面生成一層僅有幾百納米厚度的石墨烯涂層，使模具具有耐高溫、高硬度、低摩擦系數(shù)等優(yōu)良特性，同時(shí)可提高鎂合金型材的擠壓速度30%以上。“國內(nèi)很多高校和實(shí)驗(yàn)室都在研究解決鎂合金變形難題，共同的難點(diǎn)是加在模具上的涂層在高溫環(huán)境中容易脫落。但我們的涂層并不是涂抹在表面，而是通過營造特殊的環(huán)境，使材料‘生長’在模具表面。”姜海濱介紹說，實(shí)踐證明石墨烯涂層模具完全能實(shí)現(xiàn)1毫米以內(nèi)鎂合金型材的擠壓，為實(shí)現(xiàn)高端鎂合金型材產(chǎn)業(yè)化提供了技術(shù)保障。
鋁合金由于強(qiáng)度高、重量輕等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活。鎂合金的比剛度與鋁合金相當(dāng)，但重量更輕、比強(qiáng)度更高、抗震減噪性能更好?；谶@些優(yōu)良性能，航空航天器、汽車輪船等交通運(yùn)輸工具的減重節(jié)能都離不開鎂合金。最重要的是，鎂資源比鋁資源儲(chǔ)量豐富，我國現(xiàn)存的鋁資源使用年限不超過10年，但鎂資源占世界儲(chǔ)量的70%，因此鎂合金被普遍認(rèn)為是能全面替代鋁合金的未來主導(dǎo)材料。難點(diǎn)在于較精細(xì)的鎂合金件需要用擠壓工藝制作，國內(nèi)大多數(shù)廠家還無法實(shí)現(xiàn)，每年要花費(fèi)巨額外匯進(jìn)口鎂合金型材。另一方面，現(xiàn)有的鎂合金企業(yè)為了提高產(chǎn)品光澤度，只能購買價(jià)格更高的模具，高昂的成本令企業(yè)難以承受。
對(duì)此，山東某金屬公司董事長孫強(qiáng)深有體會(huì)。今年5月份，經(jīng)青島高新區(qū)工作人員引薦，正焦急地尋求技術(shù)解決方案的孫強(qiáng)與卡爾奔公司嘗試合作。孫強(qiáng)給記者算了一筆賬，該公司每天24小時(shí)不間斷生產(chǎn)，原本一天就要損耗十幾套模具，石墨烯涂層模具一套就能使用10個(gè)小時(shí)，一天只需要兩套模具。不僅如此，模具達(dá)到使用壽命后，重新加涂層還可繼續(xù)使用;模具不再是一次性消耗品，按照每套模具2000元至3000元成本計(jì)算，每天至少可節(jié)省3萬元。“這意味著鎂合金成本將大為降低，有望給行業(yè)帶來巨大商機(jī)。”(劉 成)
