在山东源航超轻材料研究院有限公司(以下简称“源航超轻材料”)的生产车间,批量生产的镁锂合金材料一走下生产线,就迅速被客户运走。
“我们生产的镁锂合金,具有高强韧低密度性能,密度在1.35—1.5g/cm³。如果以铝合金为参照,相当于密度只有它的一半,但是强度是一样的。目前,我们已经获得几百吨卫星和飞机的试验订单,还有上千吨意向订单。”日前,公司产业孵化中心主任金文自豪介绍。
走出实验室,实现工厂化量产,对镁锂合金材料来说,殊为不易。
“镁和锂这两种金属非常活泼,非常容易和氧气、氮气等发生反应。另外,熔点相差约三倍,它们的合成犹如往烧开的油锅里加水般困难。”金文介绍,镁锂合金的生成对环境有着特殊要求,只有在真空条件下,并通过添加特定物质如二铝化钇,两者才能实现稳定融合。而大规模生产,就需要一个很大的真空环境。另外,还要在保证低密度的同时兼顾高强度。
镁锂合金如此难以生成,为什么还要迎难而上?
镁锂合金是世界上最轻的金属结构材料。当锂含量大于31%后,镁锂合金的密度小于1g/cm3,此时镁锂合金能够浮于水面上。除超轻外,镁锂合金材料还有一个特色是可常温塑性加工成型。因此,它在需要轻量化结构材料的航空航天、交通、电子、医疗产品等领域展现出广阔的应用前景。
经过三年多的科技攻关,今年,源航超轻材料掌握了镁锂合金制备关键技术,研发出山东省首台“400kg镁锂合金熔炼系统(VIF400)”,让高强韧低密度的镁锂合金材料成功在日照实现了量产。
“有了这个系统,产品产率比之前提高了4倍,实现了镁锂合金300吨以上的年生产能力。”金文介绍,明后年,企业计划扩大生产规模,提升年产量至千吨以上。“拿卫星发射来说,质量每降低1千克,便能节省10万元的耗损成本,所以超轻材料可以说是‘刚需中的刚需’。对镁锂合金来说,仅原材料售卖就能达到100亿元产值,而相关部件的生产则有近1000亿的市场容量。”
笔者了解到,目前全国从事镁锂合金材料生产的仅有三家,其中山东省只此一家。
位于日照空港经济开发区的源航超轻材料,是东港区通过国企招商落地的一家科技创新型企业,由日照市空港土地发展有限公司与北京航空航天大学吴国清教授团队联合组建,专注于金属新材料研发生产。除“400kg镁锂合金熔炼系统(VIF400)”外,该公司还自主研发了超细粉体制备系统、630T挤压生产线等上下游生产装备。
“企业创新无止境,只有不断加大研发力度,掌握核心技术,才能在国内外市场激烈竞争的环境中长久站稳脚跟。”金文说,得益于当地党委政府的牵线搭桥,企业在与北京航空航天大学合作的基础上,还联合临沂大学、日照职业技术学院、山东水利职业学院等高校开展产学研合作,推动镁锂合金在航空航天和低空经济领域应用。目前,从直升机某试验平台成功搭建,到卫星某型电控箱成功开发,在该公司,更多的科研成果正在被从“实验室”推向高附加值的航空航天领域产业市场。
“实现工业倍增,关键是引导支持企业更好发挥技术创新主体作用,提高生产效益,进而推动整个制造产业链的升级。”东港区工信局党组书记、局长安玉春介绍,聚焦现代海洋、高端装备制造、新一代信息技术、新材料等重点产业领域,东港区已创建各类创新平台170余家,其中省级以上47家,包括新型研发机构、重点实验室、企业技术中心、工程研究中心、院士工作站、博士后创新实践基地等。如今,包括山东源航超轻材料研究院有限公司在内,该区涌现出聚塑云、比特智能科技、皓诚电子等大批创新型“种子企业”,有国家级专精特新“小巨人”企业3家,省级专精特新企业51家,省级创新型企业178家,入库企业172家。
(丁兆霞、尹宏业、许艺璇)