镁合金汽车轮毂微弧氧化制造技术v2

1、省院合作科技专项项目申报表超微致密微弧氧化乘用车镁合金轮毂的项目名称开发应用研究承担（盖章）：中国金属承担项目：科技处联系人：合作（盖章）合作项目中国长春分院制二一四年一、项目基本情况项目主要内容（包括：科技问题、解决方案、创新点等，500 字以内）：汽车轮毂等零 采用镁合金以实现轻量化是汽车产业发展的趋势。2012 年全球汽车镁合金消费量达到 21.4 万吨，同比增长 4.9%，国内汽车镁合金需求量达 4.5 万吨，随着国内汽车产业结构升级，汽车镁合金用量势必持续增长。然而，镁合金耐腐蚀能力较差，涂层下镁合金极易产生丝状腐蚀，尤其是镁合金部件的服役过程中，涂层一旦刮伤，基体腐蚀将迅速扩展，因

2、而对涂/镀层的完整性、结合性能、抗机械损伤能力要求极高。更为重要的是，镁合金轮毂等在动态服役环境中，力学-化学交互作用使镁合金材料疲劳性能等大幅下降，对涂层各方面性能提出更高要求，现有涂/镀层技术（传统微弧氧化技术、化学镀等）均。遏制镁合金丝状腐蚀，保证刮伤情况下的腐蚀和动态服役环境下的腐蚀疲劳是采用镁合金制造汽车重要亟待解决的科学问题，是镁合金应用的主要，中国金属研制的超微致密微弧氧化暂态自反馈控制新技术，可在镁合金表面形成冶金结合、组织均匀的高致密性陶瓷膜，其耐盐雾时间达到 1000 小时以上，刮伤后盐雾仍能达到 700 小时，是国内外唯一实现这项指标的 ，有望形成抑制镁合金丝状腐蚀机制，

3、保证镁合金 的腐蚀疲劳性能，为镁合金表面处理技术工程化实施提供强大的技术支持和保障。进一步次完成超微致密微弧氧化技术在汽车轮毂中应用考核，才能实现镁合金在汽车领域的应用。本课题针对乘用车轮毂的实际使用要求，研究微弧氧化过程中，复杂构型的乘用车轮毂表面氧化膜的生长机制，探索超微致密微弧氧化技术在实际加工过程的适用性和可加工性，建立超微致密微弧氧化技术控制工艺规 范，解决长期制约镁合金表面防护性能差的技术难题，开发出具有高防腐性能新型镁合金汽车轮毂产品。本项目有望实现镁合金轮毂在表面处理等的新突破，建立镁合金轮毂制造的行业标准，使得镁合金轮毂在汽车领域的应用成为现实，推动工业领域的技术进步。项目预

4、期成果及考核指标（技术、经济指标要具有明确的可考核性，300 字以内）：防护性能：完好试样抗中性盐雾时间 1000h；带有刮痕的试样( 30m)抗中性盐雾时间700h；完好试样经实验后，经中性盐雾300h。电偶腐蚀：与不锈钢、铝对电偶的抗电偶腐蚀达到D 级。循环湿热：42 实验周期后无变化。霉菌试验：1000h 后无霉菌生长。粗糙度：0.01m0.05m。显微硬度：Hv0.01400结合强度： 30Mpa摩擦性能：摩擦系数0.23/对硬铬层（干摩擦）腐蚀疲劳：载荷大于 105 MPa 腐蚀疲劳与镁合金基体疲劳相当。实验：特征值应小于 2台架试验：动态弯曲疲劳：试验弯矩：1889N.m，循环次数

5、在 10 万次以上；动态径向疲劳：试验弯矩：11025N，循环次数在 50 万次以上；冲击试验：冲头质量取 480Kg。制定行业标准：建立乘用车镁合金轮毂行业标准。是否形成知识，项目成果的知识管理及归属（350 字以内）：1、在项目 应用过程中形成的技术成果属于中国 金属(以下称金属所)、中国第 车技术中心(以下称 )双方共同策划和开发的技术，其知识 属于甲乙双方共同所有。属于甲乙单方承接的开发技术，其知识 属于甲乙单方所有。2、涉及金属所和 共同所 益的技术成果，其所 益比例依据具体工作的投入或项目的约束执行。3、利用此项目相关研究成果申报国家其它项目时，应首先考虑与对方合作申报。若金属所或

6、 与第 合作，需征得 或金属所同意，并以不牺牲双方的共同利益为原则。项目时间进度安排和阶段目标（500 字以内）：2015 年 1 月2015 年 6 月：研究复杂构型的镁合金 表面氧化膜的生长机制，改善或 微弧氧化膜致密性均匀性或完整性，保证陶瓷膜层组成与结构、加工精度和工艺参数的稳定控制。2015 年 7 月2015 年 12 月通过对关键工艺参数进行实时反馈控制，分析多种作用的协同效应对膜层表面性能的作用机制，优化整个工艺过程， 或改善大面积复杂 的可加工性，实现对车用汽车轮毂 的加工精度和工艺参数的稳定控制。对车用镁合金轮毂超微致密微弧氧化涂层的结合强度、微观硬度、耐蚀性等性能进行表征

7、，优化涂层 工艺2016 年 1 月6 月对车用镁合金轮毂超微致密微弧氧化涂层的腐蚀疲劳等性能进行表征，形成系统的涂层技术与方法体系，确立镁合金汽车零 超微致密微弧氧化制造工艺规范。2016 年 7 月2016 年 12 月对微弧氧化处理后的镁合金轮毂进行台架试验，对车用美镁合金轮毂的弯曲疲劳寿命、径向疲劳、冲击强度进行可靠的评估。建立汽车镁合金轮毂行业标 准。考核时间节点（年/月）阶段目标（阶段考核指标）2015/12电偶腐蚀：与不锈钢、铝对电偶的抗电偶腐蚀达到D 级。粗糙度：0.01m0.05m；显微硬度：Hv0.01400；结合强度： 30Mpa；摩擦性能：摩擦系数0.23/对硬铬层（干

8、摩擦）防护性能：完好试样抗中性盐雾时间 1000h2016/6霉菌试验：1000h 后无霉菌生长； 实验：特征值应小于 2；疲劳腐蚀：载荷小于 105 MPa 试样 是镁合金基体的 15 倍。防护性能：完好试样经 实验后，经中性盐雾 300h 后，腐蚀等级9。防护性能：带有刮痕的试样( 30m)抗中性盐雾时间700h；2016/10台架试验：动态弯曲疲劳：试验弯矩：1889N.m，循环次数在 10 万次以架试验：动态径向疲劳：试验弯 矩：11025N，循环次数在 50 万次以架试验：冲击试验：冲头质量取 480Kg。2016/11建立乘用车镁合金轮毂行业标准。项目所处阶段研发阶段中间试验阶段规

9、模生产阶段其他项目主要优势市场前景技术水平高经济效益显著社会效益显著目前项目申报专利数量10其中发明专利数量10目前项目获得专利数量3其中发明专利数量3二、项目情况项目主要简介（400 字以内）：博士，副研究员。1996 年于获得博士学位，年 月至年 月之间在大连交通大学任职，2004 年 8 月至 2008 年 12 月之间与金属所建立合作关系，参与若干课题的研究工作，2008 年 12 月调入金属所。博士毕业后一直从事腐蚀电化学与电化学表面技术的研发，主要理论研究成果有：建立复合电沉积过程动力学液相控制理论，提出微弧氧化等离子体放电反馈作用控制方法，设计复合膜材料纳米精细结构模型。曾先后参

10、与了国防 973、863(与中国共同承担)、工、国家自然科学基金等 31 项，并成功开发出系列铝、镁、钛合金表面陶瓷化膜技术及相配套微弧氧化工业化电源。在国际 SCI 及国内期刊研究40 余篇，申请专利 10 余项。项目承担采取何种方式组织和管理以确保项目完成（400 字以内）：技术来源自有技术产学研合作开发技术国内其他技术引进技术本消化创新国外技术项目来源国家攻关计划国家 863 计划国家自然科学基金计划其他国家级科技计划省级科技计划市级科技计划其他本课题实施过程中，实行项目课题组长负责制，金属金属腐蚀与防护轻合金表面技术组(以下简称金属所)及中国第车技术中心(以下简称)现有条件基础上，组建

11、金属所/镁合金轮毂开发应用联合课题组，为确保项目完成，该联合课题组的具体分工如下：金属所负责乘用车镁合金轮毂的表面防护工程化技术的研究，表面的监测分析及分性能检测。 负责镁合金轮毂毛坯件及样件台架实验测试工作，提出并制定乘用车镁合金轮毂相关技术指标及建立相应行业标准。项目主要情况职务学历现从事专业在项目中具体分工中国金属副研究员博士金属腐蚀与防护项目组成员中国金属助理研究员博士金属腐蚀与防护中国金属助理研究员博士金属腐蚀与防护中国金属技术工程师学士金属腐蚀与防护三、项目合作企业基本情况项目的企业移动电子邮件传真企业名称地址法人登记类型国有企业集体企业合作企业联营企业公司私营企业、台商投资企业外

12、商投资企业其他企业企业特性认定的高新技术企业高等院校创办的企业科研院所转制的企业与高等院校、科研合办的企业留学创办的企业其他类型的企业高新区内的企业经济开发区内的企业其他开发区企业万元其中（含 台）比例职工总数大专以上职工总数中层以上管理总数其中，大学本科以上数上年度企业总产值万元上年度企业净利润总额万元上年度企业销售收入万元上年度科技投入占销售收入比例%上年度企业总收入万元上年度企业资产负债率%企业ISO9000 质量体系认证情况：已通过正在申请未申请主 要 产 品名 称占企业销售收入总额比例（%）市场占有率（%）四、项目经费情况（不包括本次申请）：万元申请省院合作专项支持经费：万元申请额度

13、100 万元本年度到位第二年度到位第三年度到位来源说明自筹资金国家及地方计划拨款银行贷款其他资金五、有关签章经费使用方向(300 字以内)本课题 经费共计 100 万元，主要包括材料费，样品加工费、实验分析及检测费、 工资及劳务费、差旅费、 及不可预见费等。其中，材料费包括镁合金材料费、毛坯件加工费、辅助材料费；样品及产品表面处理费包括药品试剂及加工处理费、动力费（电费、水费）、设备维修费；实验分析及检测费包括台架试验测试、电化学测试、扫描电镜测试、膜层性能测试等产生的相关费用；包括劳保用品、办公费、设备仪器维修、房屋建筑物修缮费、环境保护等：简要说明(300 字以内)本课题 经费共计 100 万元，主要包括材料费 10 万元，样品加工费38 万元、实验分析及检测费 27 万元、 工资及劳务费 10 万元、差旅费 6 万元、5 万元、其他不可预见费用 4 万元。其中：材料费 10 万元：镁