从轮毂产品热销哈雷、宝马等知名主机厂，到挺进5G供应链崭露锋芒，再到进军整体机车车架，新材料的研发一直支撑着威海万丰镁业科技发展有限公司向上生长。如今，这位国内镁合金领域“小巨人”的“轮毂”又要奔向何处？
国家“双碳”战略背景下，轻量化成为汽车行业碳减排的焦点。5月19日，走进万丰镁业250万件数字轻量化高强镁铝合金机车部件生产基地，2条生产线正满负荷生产，高强铝铜合金新材料经过配制、浇注、加工、测试后，源源不断地产出副车架，它们将运往哈雷、宝马、杜卡迪等主机厂，安装到大排量机车上，成为前后车桥的“骨架”，阻挡振动和噪音，提升驾驶舒适性。
“骨架”自然要有足够的强度，而万丰镁业的这款副车架最薄处仅有3mm，减重效果是传统产品的50%以上，却依然拥有着与航空航天产品一样的500MPa抗拉强度，直径5mm高强镁铝合金试棒最重可以吊起1000公斤的重量。
“传统副车架是用铸铁做的，非常重，而且部件需要焊接在一起，工序成本较高。”公司高级工程师刘旦说，2018年，哈雷提出了部件轻量化的需求，这加速了公司新材料和新工艺的研发。
强度要高，重量还要轻，铝铜合金成了最佳选择，而这款材料一直应用于航空航天领域，并没有在民用领域大规模应用，怎么打破“次元壁”？“之前的铝铜合金中有贵金属‘钒’，价格昂贵，高达150万/吨，要想用在民用领域，必须找到性价比更高的元素。”研发人员们大量查阅国内外文献，发现在铝铜合金中加入稀土元素可以起到很好的强化效果，而10多种稀土元素哪个才是最合适的，“只有一个笨办法，一个一个试。”
查找文献、交叉试验、对比优化……每一种稀土元素都被“掰碎了”，研发人员们穷尽每一种可能，推动试验结果上的微小改变，寻找“最优解”。最终，经历过一次次失败、一次次在夏天守着780℃的熔炉做试验后，他们找到了一种价格低廉但性能优异的稀土元素来替代贵金属“钒”，材料强度一致，材料成本最高下降了1万/吨。
合适的材料找到了，接下来要攻克的就是成型工艺。“铝合金凝固过程中会产生大量的晶粒，晶粒越小流动得越快，要想制造结构复杂的副车架，必须保证材料有较高的流动性。”刘旦说，为此，他们研发出了含有微米级陶瓷颗粒的晶种合金，并通过模流分析，对充型及凝固过程进行分析，获得最佳产品及模具结构，形成高强中空薄壁大尺寸铸造技术。
一切的研发，都指向一个目标——轻量化。为何对轻量化孜孜以求？据测算，传统燃油车整备质量每减少100kg，每百公里油耗可降低0.3到0.6L，二氧化碳排放可减少约6到14g/km。在环保节能和激烈的市场竞争环境下，轻量化对于节能减排意义非凡，这也是万丰镁业追寻轻量化的重要原因。目前，公司在材料、成型工艺、产品设计上加速轻量化技术发展步伐，已研制成功强度更高、轻便节能的碳纤维轮毂，在轻量减重的同时保证产品安全、提高性能。
眼下，250万件数字轻量化高强镁铝合金机车部件生产基地已正式投产，占地约43亩，建设2.7万平方米生产厂房及附属设施，购置生产检测设备100台套，年产250万件数字轻量化高强镁铝合金机车部件。
在公司轻量化技术创新中心，万丰镁业正在进行高强铝硅合金的研发，成本将比铝铜合金更低，成型性更好，可以预见，这将进一步助力万丰镁业突破竞争重围，掌握轻量化市场主导权。
