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本發明公開了一種模擬離心鑄造的多環薄壁模具，包括底盤， 澆口杯，澆道以及鑄造模，底盤呈圓形平板狀，澆口杯設置在底盤圓 心處；鑄造模固定在底盤上，呈環形柱狀，該鑄造模的環圓心與底盤 圓心重合；澆道固定在底盤上，用于連通澆口杯和鑄造模的腔室；澆 道的高度小于鑄造模的高度。工作時，離心力使經澆口杯進入的流體 通過澆道到達腔室，并進一步自外而內、自下而上充入腔室，以進行 金屬液體充型過程模擬。本發明裝置能模擬流體三維形態的流

高速棒線材軋制產品質量控制的關鍵是采用合理的軋制及軋后冷卻工藝，決定棒線材使用性能的主要因素是軋制過程奧氏體的晶粒度變化規律及軋后冷卻過程的組織演化規律（如鐵素體、珠光體等在冷卻過程的組織演化行為）。高速棒線材軋制過程中存在的主要問題是由于軋制及冷卻工藝不合理導致的產品性能不穩定或不合格。本項目根據物理模擬及定量組織分析，建立彈簧鋼控軋控過程的組織演化動力學模型，結合剛塑性有限元法及人工神經網絡算法，建立了智能化彈簧鋼控軋控冷過程組織性能預測系統。該系統對實際生產中工藝優化具有重要指導意義。

（1）研發了系列新型高強高韌鑄造輕合金材料，支撐了復雜鑄件性能提升。 1）研發出一種新型高強韌鋁硅合金。開發出一種新型高強韌鋁硅合金及其制備方法；提出一種混合稀土和Sr元素的復合變質方法，縮小枝晶間距并細化共晶硅；研究出合適的熱處理制度；闡明了變質劑組成與含量對變質效果的影響規律，基于此顯著提高了鋁硅合金的綜合力學性能。有效解決了現有鋁合金鑄件易發生的裂紋、伸長率低、屈服強度不達標等缺陷和問題。 2）研發出一種低成本高強耐熱稀土鎂合金。開發出一種添加低成本混合稀土的新型多元稀土鎂合金材料；揭示了混合稀土對鎂合金相變規律的影響機制；研究出準晶增強稀土鎂合金的高溫固溶T6熱處理工藝；開發出兼具優良的室溫與高溫力學性能的低成本稀土鎂合金；解決了現有鎂合金鑄件易產生冷隔、強度低、韌性差等問題。 3）研發出一種新型高強韌鈦合金。開發出一種α+β型雙相高強高韌鈦合金，揭示了合金在凝固-熱等靜壓-熱處理過程中微觀組織的演變規律；研究出調控相組成及相形態的雙級固溶時效熱處理制度，形成了以等軸和籃網為主要特征的基體組織，使合金的強度和韌性同步提升。解決了現有鑄造鈦合金強度和韌性偏低、鑄造成形性差等問題。 （2）研發了鑄造全流程模擬仿真系統，提出了高效的單件化鑄造數值模擬方法，實現了高性能復雜鑄件的數字化工藝設計。 1）提出了一種鑄造原輔材料熱物性參數高精度求解方法。提出了基于實驗測溫與數值模擬反求的熱物性參數求解方法，實現了面向數值模擬的熱物性參數高精度求解；建立了反熱傳導法求解鑄件/鑄型界面換熱系數的數學模型,降低了界面關鍵參數求解誤差；研發了高精高效的熱物性參數反求平臺-華鑄PIS，創建了鑄造原輔材料高精度熱物性參數數據庫。 2）研發了鑄造合金熔煉-復雜鑄件充型凝固-熱處理的鑄造多物理場全流程高效模擬平臺。建立了電磁、速度、壓強、濃度、溫度的多物理場耦合數學模型，自主研發了從鑄造合金熔煉到復雜鑄件充型凝固到熱處理的鑄造全流程模擬仿真平臺，為鑄造工藝優化提供了工具；提出一種數據內存動態自適應劃分技術，解決了SOLA流動場求解數據耦合干擾難題，實現了大規模鑄造流動場模擬問題的并行高效求解。 3）提出縮孔縮松缺陷定量預測與單件化模擬工藝優化方法。提出雙高分配原則縮孔縮松預測模型，解決了復雜鑄件縮孔縮松高精度預測難題；提出了針對高性能復雜鑄件不同批次的單個鑄件模擬方法，建立關鍵工藝參數波動對典型缺陷的多元回歸關系模型，實現了基于單件化模擬仿真的高性能復雜鑄件缺陷控制與工藝優化。 （3）建立了鑄件生產全生命周期的單件化柔性化質量管理模型，實現了高性能復雜鑄件質量問題的單件化、全過程、全要素溯源。 1）創建了基于PLM理論和TQM理論的鑄件單件化管理模型。基于產品全生命周期PLM理念以及多智能體技術，構建了鑄造串并聯多工位單件化的缺陷溯源模型；建立鑄件單件及作業過程信息模型和組批、混批、拆批模式下單件自動生成、感知、標記、進度跟蹤的控制機制，實現高性能復雜鑄件單件化缺陷溯源。 2）創建了支持業務即時重構的參數配置式多維度鑄造柔性化管理模型。創建了支持鑄造數字化管理系統業務即時重構的參數配置式多維度鑄造柔性化管理模型，解決了剛性管理系統可重用性低、應變能力弱和實施周期長的難題，支撐不同領域不同類型鑄造企業隨環境變化、自身發展等柔性進行的組織變革、流程變更和管理改善，實現了企業按需柔性化管理。 3）創建了基于TLBO\GA\BSA元啟發式算法優化理論的鑄造智能化管理模型。創建基于改進性教與學算法（TLBO）、遺傳算法（GA）、回溯搜索算法（BSA）等元啟發式算法優化理論的鑄造智能化管理模型和技術，解決了鑄件異步熱工序組爐復雜條件下工序生產調度IPPS組合優化難題，實現了系統智能決策管理以及多品種大容量鑄件高效生產。

針對我國高速列車、地鐵車輛、航天航空等領域對大型特種鋁合金型材需求量急增，而關鍵生產裝備和技術為少數國家所壟斷，大型特種鋁合金型材80％依賴進口等問題，以自主研究開發萬噸級擠壓機用大型成套工模具設計、制造與使用技術為目的，自1996年開始，與科研院所、大型骨干企業開展長期聯合攻關，重點進行大型扁擠壓筒研制、大型特種型材分流組合模優化設計、特種異型穿孔針的優化設計、固定擠壓墊研制及其應用研究工作，在萬噸級擠壓機用大型扁擠壓筒和大型復雜斷面型材分流組合模的強度理論、優化設計方法、設計軟件與制造技術，大尺寸異形固定擠壓墊、異型穿孔針的設計制造技術，應用成套大型工模具擠壓生產復雜大斷面鋁合金型材工藝技術等方面取得系列突破，打破了國外對高性能關鍵鋁合金型材生產技術、產品的壟斷和封鎖，工模具制造成本和使用壽命、型材產品質量等技術經濟指標達到國際先進水平，為我國高鐵車輛的研制和國產化、航空航天、艦船和國防工業等高新技術發展和重大工程建設做出了貢獻。本成果專家鑒定意見認為：“…項目整體達到國際先進水平，其中大型扁擠壓筒設計制造技術達到國際領先水平，…”。成果獲2011年度國家科技進步二等獎。

本發明涉及一種工模具鋼相變熱處理方法，可改善工模具鋼組織均勻性，提高組織質量和性能。本發明的主要特點是首先對工模具鋼鑄錠緩慢加熱到700～850℃，保溫2～6h，再快速升溫至1000～1100℃保溫15min～3h，而后在1100～1200℃保溫2～10h。采用本方法生產出的工模具鋼，可縮短熱處理時間，同時工模具鋼碳化物尺寸細小，組織質量高。

特殊鋼是指具有特殊的化學成分、采用特殊的工藝生產、具備特殊的組織和性能、能夠滿足特殊需要的鋼類。本項目提出了采用三步法加工該類模具的新技術，先采用激光成型機加工出模具的預孔；然后用電火花線切割機床切割出模具的定徑區、壓縮區、倒錐區；最后用自主研發的臥式超聲研磨拋光機對模具的各個區域進行研磨和拋光加工。 技術特點: 本項目利用已研發成功的大孔徑(孔徑5mm以上)拉拔模具專用臥式超聲波研磨拋光機，并確定了一套大孔徑人造金剛石特殊鋼管材拉拔模具的工藝路線，即“三步法”。先采用激光成型機加工出模具的預孔；然后用電火花線切割機床切割出模具的定徑區、壓縮區、倒錐區；最后用自主研發的臥式超聲研磨拋光機對模具的各個區域進行研磨和拋光加工。 主要技術指標： 經濟指標：10萬噸/年的特殊鋼產量在國內屬于中等規模的企業。按特殊鋼鋼管年產10萬噸計算，假如鋼管的外徑為10mm，那么人造金剛石拉拔模的價格約為5000元，一般情況下，每只拉拔模具可以拉拔20噸特殊鋼鋼管，那么拉拔模具的產值將達到2500萬元。 應用范圍： 該項目涉及的產品主要用于拉拔各種高精度特殊鋼鋼管，通過改變拉拔模具壓縮區角度的大小，亦可應用于拉拔銅管和鋁管等有色金屬管，可以大大提高模具的使用壽命和產品的精度。

可以量產/n本成果借助大型熱力學和動力學計算軟件Thermo-calc&Dictra，在H13鋼基礎通過優化合金成分并添加微量的鈮，在保持H13鋼原有優異性能的前提下，改善H13鋼的熱疲勞性能，從而開發出一種新型優質的汽車用熱作模具鋼HG1鋼。同時結合表面處理新工藝，將新材料應用在汽車發動機氣門成型模具和汽車方向機凸輪軸成型模具，顯著提高其使用壽命。該鋼種主要應用在有色金屬壓鑄模、熱擠壓模和小型熱鍛模，用于取代H13鋼和3Cr2W8V鋼。主要技術指標：（1）HG1鋼在相同實驗條件下具有比H1

微納尺度圖紋壓印模具的制作方法，屬于壓印模具的精細加工 方法，解決激光干涉光刻制作模具條紋尺度不夠精細，而電子束光刻 制作高精細圖形速度過慢、不適于大面積制作的問題。本發明的一種 方法，順序包括電子束光刻、一次干法刻蝕、激光干涉光刻、二次干 法刻蝕、納米壓印、微電鑄步驟；本發明的另一種方法，順序包括激 光干涉光刻、一次干法刻蝕、電子束光刻、二次干法刻蝕、納米壓印、 微電鑄步驟。本發明結合電子束光刻制作精細和激光干涉光

本發明公開了一種用于成型掃描顯微環境下單軸雙向微力學試驗的試件模具的形狀尺寸和制作工藝，屬于微納米力學及精密儀器領域。配合 SEM 的單軸雙向微力學測量平臺的尺寸，用圖形軟件設計出試件的上模具和底板。試件尺寸及形狀示意如圖， 以單元為小組，對試件進行布置；利用不同的加工工藝，選擇材料成型上模具和底板。根據底板和上模具的厚度選取長尾票夾的型號，用以試件成型過程中對模具的固定。

項目組具有三維Pro/E、UG、SolidWorks、MasterCAM、Cimatron等CAD/CAM軟件的應用開發能力，建立了模具的參數化圖形庫、數據庫和標準件庫。能使用DynaForm、Moldflow、Deform、ProCAST 、Ansys、Marc等CAE分析軟件模擬沖壓成形、鍛造成形、塑料成型、壓鑄成形過程，預測產品質量，優化成形方案，分析模具受力狀態和失效形式，優化和改進模具結構，并將模擬結果和設計者的經驗知識編寫成專家系統程序集成到CAD/CAM系統中，開發出基于知識的智能C