石墨烯涂層模具研發或進展

　　時下熱門的新型材料石墨烯使用近日在青島高新區實現了新的沖破：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”。用它加工出的鎂合金熱擠壓件光澤度和產量大大提升。從此，模具不再是一次性使用的消耗品，成本降低、技術提升，國內鎂合金產業也有望迎來跨過式發展。

　　在青島高新區石墨烯產業園的卡爾奔新材料公司，《經濟日報》記者見到了該公司研發的石墨烯涂層模具，以及用這種模具加工出的鎂合金棒。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。技術主要發明人、卡爾奔新材料公司技術顧問姜海濱解析，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。

　　石墨烯是強度最大的新型納米材料，具有強度大、柔韌性強與結構穩定等優點，卡爾奔公司利用獨有的設備與工藝，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、低摩擦系數等優良特性，同時可提高鎂合金型材的擠壓速度30%以上。“國內很多高校和試驗室都在研究處理鎂合金變形難題，共同的難點是加在模具上的涂層在高溫環境中容易脫落。但我們的涂層并不是涂抹在表面，而是通過營造特殊的環境，使材料‘生長’在模具表面。”姜海濱解析說，踐行證明石墨烯涂層模具完全能實現1毫米以內鎂合金型材的擠壓，為實現高端鎂合金型材產業化提供了技術保障。

　　鋁合金由于強度高、重量輕等優點，廣泛使用于加工生活。鎂合金的比剛度與鋁合金相當，但重量更輕、比強度更高、抗震減噪性能更好。基于這些優良性能，航空航天器、汽車輪船等交通運輸工具的減重節能都離不開鎂合金。最緊要的是，鎂資源比鋁資源儲量豐富，我國現存的鋁資源使用年限不超過10年，但鎂資源占世界儲量的70%，因此鎂合金被普遍認為是能全面替代鋁合金的將來主導材料。難點在于較精細的鎂合金件需要用擠壓工藝制作，國內大多數廠家還無法實現，每年要花費巨額外匯進口鎂合金型材。另一方面，現有的鎂合金企業為了提高產品光澤度，只能購買價格更高的模具，高昂的成本令企業難以承受。

　　對此，山東某金屬公司董事長孫強深有體會。今年5月份，經青島高新區工作人員引薦，正焦急地尋求技術處理方案的孫強與卡爾奔公司嘗試合作。孫強給記者算了一筆賬，該公司每天24小時不間斷加工，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個小時，一天只需要兩套模具。不僅如此，模具達到使用壽命后，重新加涂層還可持續使用；模具不再是一次性消耗品，按照每套模具2000元至3000元成本計算，每天至少可節省3萬元。“這意味著鎂合金成本將大為降低，有望給行業帶來巨大商機。”

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