【特地对接2315】揭榜挂帅项目：轮毂用高强韧再生铸造铝合金制备关键技术及应用

一、需求名称

轮毂用高强韧再生铸造铝合金制备关键技术及应用

二、项目研究目标

面向新能源汽车轻量化对低碳高强韧铸造铝合金的迫切需求，针对再生铸造铝合金成分复杂、熔体质量差、Fe含量高所导致的强塑性低等难题，通过合金成分优化、熔体纯净化、富铁相无害化处理、成形工艺与组织协同调控等关键技术突破，实现轮毂用高强韧铸造铝合金绿色低碳制备及产业化应用。项目达成后，再生铝添加比例≥65%，所制备的合金Fe含量≤0.15wt.%，抗拉强度≥360MPa、屈服强度≥260MPa、伸长率≥8%，为我省铝工业可持续高质量发展提供技术支撑和应用示范。

三、项目研究内容

1.轮毂用高强韧再生铸造铝合金成分优化

针对再生铝原料来源广、成分波动大及Fe、Cu、Pb等杂质富集难题，研究多组元合金元素与杂质元素的交互作用及其对组织性能的影响规律。开展热力学计算与相图模拟，预测第二相（共晶Si、Mg₂Si、富Fe相等）析出类型、温度窗口及体积分数。通过合金熔炼与组织性能表征验证模拟结果，优化Si、Mg配比，明确Fe、Mn、Cr等杂质元素的含量控制窗口，形成具有自主知识产权的高强韧再生铸造铝合金材料配方。

2.高比例再生铝熔体纯净化工艺开发

建立再生铝原料来源、状态及熔化温度与熔体中氧化夹杂、氢含量的定量关系，制定高比例再生铝原料质量控制规范。研究精炼剂组成与粒度对除杂效率的影响，揭示精炼剂与夹杂物的界面行为，开发适用于高比例再生铝的专用精炼剂。系统优化精炼温度、气体流量及精炼剂添加量，形成“气-粉复合”精炼工艺参数包。阐明氧化夹杂与氢的耦合去除机制，开发多级过滤工艺，构建“气体喷吹+粉体精炼+多级过滤”三位一体复合净化工艺规范。

3.外场辅助凝固过程微观组织调控技术

研究浇注温度、冷却速度对不同Fe含量再生铝合金铸造性能及富铁相形貌、尺寸、分布的影响，为铸造工艺优化提供依据。探明超声工艺参数对凝固组织与性能的影响机制，构建高强韧再生铝合金外场辅助凝固工艺。建立外场辅助凝固多物理场耦合模型，开展低压铸造过程数值模拟，筛选最优工艺参数区间。完成轮毂试制实验验证，确保铸件外观完整、无宏观缺陷。探明热处理制度对富铁相与Mg₂Si相的协同强韧调控机制，开发专用热处理工艺，实现抗拉强度≥360MPa、屈服强度≥260MPa、伸长率≥8%的综合性能目标。

4.全工艺链技术集成与应用

开发高比例再生铝合金多目标智能优化配料算法，实现多源废铝的精准混配。开展系统力学性能测试与微观组织评价，建立“成形工艺—微观组织—综合性能”协同调控方法。集成前述研究成果，打通“废料预处理→合金熔配→深度净化→低压铸造→热处理”全工艺链，形成年产1000吨绿色低碳高强韧铸造铝合金的产业化应用规模。

四、揭榜方任务

1.研究多组元合金与杂质元素的交互作用及其对组织性能的影响规律；开展热力学计算与合金制备验证；建立Fe、Mn、Cr等杂质元素的含量控制窗口；形成具有自主知识产权的再生铸造铝合金材料配方。

2.建立高比例再生铝原料质量控制规范；开发专用精炼剂；优化“气-粉复合”精炼工艺参数；开发多级过滤工艺，构建“气体喷吹+粉体精炼+多级过滤”三位一体复合净化工艺规范。

3.研究凝固过程富铁相形貌、尺寸及分布演变规律；构建外场辅助凝固工艺；开展外场辅助低压铸造工艺参数模拟与优化；完成轮毂试制与实验验证，确保铸件外观完整、无宏观缺陷；开发专用热处理工艺，实现抗拉强度≥360MPa、屈服强度≥260MPa、伸长率≥8%的综合性能目标。

五、对揭榜方要求

1.拥有省部级及以上研发平台，有较强的研发实力、科研条件和稳定的人员队伍等。

2.省内外高校或科研机构组成的产学研联合体在再生铝合金研发方面具有雄厚的研究基础，相关成果获得过省部级科研奖励。

3.技术挂帅人在再生铝合金领域具有较强的学术水平、技术研发经验以及科研项目组织协调和管理能力。

4.承诺项目取得的成果优先在发榜方进行转移转化。

如有合作意向，请联系我们

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