近日，包头稀土研究院开发出了锆颗粒尺寸低于600 nm的稀土镁锆晶粒细化剂产品，填补了对应高效率、低成本镁合金晶粒细化剂的产品空白。
目前，我国工业领域普遍采用镁锆中间合金作为晶粒细化剂，市场现有产品存在锆元素细化效率低（低于40%）、锆颗粒大量沉积、细化剂成本高、杂质含量高以及细化工艺操作不稳定等诸多问题，对实际工业应用带来不小困难。基于前期针对稀土和锆元素对镁合金耦合细化机制的研究成果，包头稀土研究院辅之以全新的冶金工艺制备方法，让分布更密集、体积更小的锆粒子为镁晶核提供更多的附着机会，同时稀土元素加强了结晶过程中镁晶核在锆粒子表面的附着能力，可以实现镁合金晶粒的高效率细化。
数据显示，细化之后的粒子颗粒尺寸为传统镁锆中间合金中锆颗粒尺寸的30%，纳米级颗粒尺寸分布率大于60%，颗粒之间团聚现象低于5%，铸态下合金晶粒尺寸降低20%，达到35 mm以下，晶粒细化效果显著目前该产品已经完成小规模生产工艺的研发，产品已经客户使用验证，产品细化效率大于80%，成本较传统镁锆晶粒细化剂降低20%以上。
基于稀土对镁合金散热性能的作用机制和对镁合金的晶粒尺寸控制技术的突破，包头稀土研究院在半连续铸造及冷室压铸的产业化方面取得了新突破。项目组联合东北大学、上海交通大学集中自主研发了半连续铸造技术，突破熔体净化细晶技术、低频电磁铸造控制技术、自流式浇铸控制技术等技术，经过技术集成，突破性解决大尺寸稀土镁合金棒材内应力大、径向晶粒尺寸差异大、力学性能不均等技术难点。据了解，这项合成技术代表国内领先的镁合金材料半连续铸造技术，为后续大尺寸、高品质锻造轮毂以及挤压型材的低成本化奠定技术与产品基础。
据悉，包头稀土研究院引进的QC830冷室压铸系统，系统锁模力达到850t，最大压射力为756 kN，最大投影面积为1242 cm2，目前已具备实现最大直径为550mm的大尺寸稀土镁合金棒材的产业化制备技术，同时依托中试平台，实现大尺寸棒材产品的中试化级别制备，实现300吨/年稀土镁合金薄壁器件制备能力，加速推进稀土镁合金材料的下游终端应用。
今后，研发团队将面向通讯工程及民用电子行业的高性能散热镁合金与功能性镁合金材料；对镁合金材料的低压铸造、半固态成型等加工成型技术进行研发，实现对应器件与制品的示范化应用。
