新材料的“轻”功这样“炼”成！日照这家企业解锁镁锂合金量产密码

如果说一项产品、一门技术的研发攻坚，是创新长征的开篇，那么成果转化、迭代推广，则是更漫长也更关键的征途。

当新开发的镁锂合金自行车车架走下生产线，技术研发带头人吴国清便迫不及待地组织技术团队取样上机检测。“密度1.35g/cm3，重量、疲劳强度也达标了，成了！”盯着仪表上跳动的数字，大家欢呼起来。超轻镁锂合金自行车车架稳定量产，在日照市东港区走通了。

这一幕，发生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”）。

1.35g/cm³意味着什么？超轻量化。普通铝材密度约 2.7g/cm³，钢材约 7.8g/cm³，同等体积之下，镁锂合金构件重量仅为铝的二分之一，不足钢材的五分之一。在航空航天、无人机、机器人等对自重极为敏感的领域，每削减一克重量，都意味着更远航程、更长续航、更大载荷，这正是轻量化研发孜孜以求的价值。

用镁、锂等元素把材料炼“轻”，吴国清在这条路上已经走了25年。

作为全球最轻的金属结构材料之一，镁锂合金性能出众，美中不足的是组成这一材料的镁、锂这两种主要元素却在熔炼中格外“娇气”：镁在常温下易氧化，在高温下遇氧易爆燃，锂的化学活性更强，遇空气氧化、遇水反应，熔炼全过程必须在真空或惰性气体保护下完成。

一次次试验迭代，一轮轮方案推倒重来。团队反复校准成分配比、熔炼参数与塑性加工工艺。一项项专利的背后，是团队在实验室里忙碌的日日夜夜。

可再好的研发成果如果封存于实验室，终究只是纸面技术。让专利走出实验室、对接市场、转化为实实在在的价值、效益，一直是这支技术团队的目标。

与此同时，作为日照市东港区工业产学研深度融合、创新发展的腹地，日照空港经济开发区对高端技术和高端人才渴盼已久。

志同道合之下，2019年，团队与东港区结缘，源航超轻材料项目落地日照空港经济开发区，依托“人才+企业”模式，加速镁锂合金成果产业化。

现成的厂房，保姆式的服务，让项目的落地省了不少事。在这个创新产业发展腹地，聚集着航空、高端装备制造、新材料和信息技术等产业项目。彼时项目已完成小试、迈入中试阶段，最亟待跨越的，便是工艺规模化放大。

最关键一道关口，就在一台“炉子”上。这台“炉子”，便是镁锂合金规模化熔炼装备。

要想实现镁锂合金规模化熔炼，不仅要维持大容量真空环境，还要破解设备耐热不足、腔体腐蚀、合金比重偏析、熔炼收率偏低等多重难题。一道道技术壁垒，长期将镁锂合金禁锢在“样品”阶段。

走出实验室，吴国清带着技术团队直接在企业扎了根。大家把自己关在厂房，从2公斤级实验炉起步，不断试产、调试、比对，逐项啃下技术难题。

历时三年技术攻关，2023年春天，厂房里终于爆发出如释重负的欢笑声。一套400公斤级真空熔炼系统（VIF400）成功下线，这是国内首台套该材料的批量生产设备。吴国清介绍，从2公斤到400公斤，装备容积放大了200倍——这不是简单的等比例放大：腔体越大，密封、控温、搅拌、除气越难，成分均匀性越难保证，任何一处失控，一炉价值不菲的合金就得报废。

2024 年，项目实现规模化稳定量产。相较小型实验装备，该系统产率提高4倍以上，年产能达到300吨以上，让高性能镁锂合金从“样品”变成可稳定供应的“产品”。

而后，企业还自主研发了超细粉体制备系统、配齐了挤压生产线、焊接机器人、CNC、表面处理生产线等装备，把整条工艺链攥在了自己手里。

多年的深耕和探索换来了喜人的收获。先是源航超轻材料生产的镁锂合金材料被用于国家某四十三号01组卫星电控箱壳体研制，单组电控箱有效减重600克。

国内民营航天企业紫微科技随后发来订单，为其 B300-L02 空间试验器定制配套材料。该设备标准严苛，在极致减重之外，对密度、环保、导热导电、电磁屏蔽、减震降噪、延展率等指标均提出极高要求。接到任务后，团队快速优化配方与工艺，短时间内完成交付，助力该航天设备顺利进入预定轨道。

如今，源航超轻材料与临沂大学、山东水利职业学院等高校建立产学研合作，围绕材料工艺优化、专业人才培养协同攻关。应用场景也在不断拓展，从航空航天延伸到高端装备、医疗器械、低能耗交通工具等领域。

前不久，企业自主研发的镁锂合金三折叠自行车进入中试阶段，已经收到多份预订单。车架所用合金密度比肩碳纤维，相比普通铬钼钢减重约75%，整车轻便灵巧，折叠之后便于随身携带，深受骑行爱好者青睐。

从实验室走向生产车间，从单炉试样到成套自主产线，源航超轻材料在新材料赛道上稳步前行，持续孵化新技术、落地新产品。“手握关键核心技术，产业创新才有充足底气。” 吴国清说。

（大众新闻记者 丁兆霞 东港区融媒体记者 卢立平 联合共创）