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可以量產(chǎn)/n近幾年來,中國的汽車市場每年新增的車型不下百款, 由于汽車大部分零部件是由模具制造成型的，僅每年新開模具就超過 100 億元，因此提高模具制造質(zhì)量及壽命對汽車產(chǎn)品質(zhì)量和汽車行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。。本技術(shù)運(yùn)用熱力學(xué)和動力學(xué)計(jì)算軟件Thermo-calc&Dictra，在常用熱作模具鋼H13鋼基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化合金成分，從而出開發(fā)一種新型優(yōu)質(zhì)的且應(yīng)用較為廣泛的汽車用熱作模具鋼 HG1 鋼。。該鋼具有如下特點(diǎn)：（1）HG1 鋼在相同實(shí)驗(yàn)條件下具有比H13 鋼和

項(xiàng)目目標(biāo):設(shè)計(jì)制造符合鑄造業(yè)技術(shù)指標(biāo)需求的模具類3D打印機(jī), 可以徹底改變模具生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)用塑料模具，代替木模乃至金屬模 的夢想。 Si-：縮短模具生產(chǎn)周期； 優(yōu)勢二：模具復(fù)雜性，不再受生產(chǎn)工藝制約； 優(yōu)勢三：可以大幅度降低模具的生產(chǎn)成本。 項(xiàng)目實(shí)施方案：與馬鞍山市華達(dá)治金機(jī)械有限公司簽署產(chǎn)學(xué)研合 同聯(lián)合研發(fā)《溫箱式工業(yè)級模具3D打印機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究與設(shè)備開發(fā)》 實(shí)現(xiàn)以下三個(gè)目標(biāo)

實(shí)現(xiàn)曲面板件沖壓成形模具的重構(gòu)；適用于小批量板件的沖壓成形；提升板料的成形性能。

零件與模具的無模直接制造方法，屬于零件快速制造方法，步驟為：(1)設(shè)計(jì)零件的三維 CAD 模型；(2)對三維 CAD 模型進(jìn)行切片處理；(3)根據(jù)分層數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑規(guī)劃，生成每層成形的數(shù)控代碼；(4)采用數(shù)控等離子熔積噴槍，將合金、金屬間化合物、金屬陶瓷或陶瓷的絲材或粉末，在基板上按照每層數(shù)控代碼熔積成形；(5)熔積成形過程中，將等離子弧與激光復(fù)合；(6)按照上述步驟逐層熔積成形，直至達(dá)到零件尺寸形狀的要求。本發(fā)明保持等離子成形成本低、效率高，成形體易于達(dá)到滿密度的優(yōu)點(diǎn)，僅附加小功率激光，成本低于激光

表面涂層技術(shù)的可貴之處在于：可用極少量材料起到大量、昂貴的整體材料所難以達(dá)到的效果，提高材料的綜合性能，并顯著地降低產(chǎn)品的制造成本。由于電火花加工機(jī)床已經(jīng)成為工模具車間的必備設(shè)備，因此如果能在普通電火花成型機(jī)床上，利用放電沉積原理對導(dǎo)電工件材料沉積陶瓷層，必將成為一種極具應(yīng)用潛力和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的方法。使用含有Ti、TiC、W、WC等粉末的壓鑄或燒結(jié)電極和普通的煤油基工作液，在普通電火花加工機(jī)床上，利用放電過程中粉末材料與工作液中的碳原子所產(chǎn)生的物理、化學(xué)反應(yīng)，在工件表面沉積TiC、WC等陶瓷材料，通過

本發(fā)明公開了一種模擬離心鑄造的多環(huán)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(shè)置在底盤圓 心處；鑄造模固定在底盤上，呈環(huán)形柱狀，該鑄造模的環(huán)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(shí)，離心力使經(jīng)澆口杯進(jìn)入的流體 通過澆道到達(dá)腔室，并進(jìn)一步自外而內(nèi)、自下而上充入腔室，以進(jìn)行 金屬液體充型過程模擬。本發(fā)明裝置能模擬流體三維形態(tài)的流

本團(tuán)隊(duì)基于電磁冶金領(lǐng)域二十余年的積累，掌握了銅合金領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的銅鉻鋯合金的非真空熔煉-長尺寸大卷重電磁連鑄技術(shù)，開發(fā)出易偏析銅合金合金超細(xì)化與均質(zhì)化連鑄技術(shù)、高性能銅合金多模式定制磁場凈化技術(shù)等一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破、顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、成果簡介 本團(tuán)隊(duì)基于電磁冶金領(lǐng)域二十余年的積累，掌握了銅合金領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的銅鉻鋯合金的非真空熔煉-長尺寸大卷重電磁連鑄技術(shù)，開發(fā)出易偏析銅合金合金超細(xì)化與均質(zhì)化連鑄技術(shù)、高性能銅合金多模式定制磁場凈化技術(shù)等一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于高強(qiáng)高導(dǎo)高彈銅合金領(lǐng)域如銅鉻鋯合金、銅鎳錫合金、銅鈦合金、銅碲合金及超高純無氧銅的規(guī)模化制備等都取得較好的效果。 1）銅鉻鋯非真空熔煉-電磁連鑄技術(shù) 由于鉻、鋯元素和氧的親和力較大，所以合金元素的燒損是銅鉻鋯合金的熔煉必須解決的問題。本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在銅合金熔煉，特別是銅鉻鋯合金的非真空熔煉方面，開展了近20年的研究，開發(fā)了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的非真空熔煉連鑄技術(shù)、成分穩(wěn)定控制技術(shù)、合金熔體潔凈化技術(shù)等，獲授權(quán)發(fā)明專利和實(shí)用新型專利近20項(xiàng)。本團(tuán)隊(duì)已在完成中試級表面光滑、內(nèi)部致密無裂紋、成分均勻的全等軸晶銅鉻鋯棒線材，鑄態(tài)宏觀晶粒度經(jīng)上海材料研究所測定為M-9.0級。此外，本團(tuán)隊(duì)從前期研究中，從塑形變形工藝和熱處理工藝角度，提出采用多道次連續(xù)擠壓及熱處理工藝優(yōu)化銅鉻鋯合金想性能的方法，并成功將銅鉻鋯棒材性能的抗拉強(qiáng)度提高到654MPa，斷后延伸率為13.5%，且電導(dǎo)率還能保持在79.3%IACS；這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2017年電車線用銅鉻鋯合金線材國家標(biāo)準(zhǔn)的性能要求：抗拉強(qiáng)度＞570MPa，塑性＞3%，電導(dǎo)率＞75%IACS。相關(guān)技術(shù)已與世界五百強(qiáng)新興際華集團(tuán)下屬新興發(fā)展集團(tuán)有限公司達(dá)成1800萬元專利轉(zhuǎn)讓。 2）高均質(zhì)超細(xì)晶電磁連鑄技術(shù) 傳統(tǒng)連鑄制備過程中多元銅合金如銅鉻鋯合金等常存在組織粗大、成分偏析等問題，這將會嚴(yán)重影響后續(xù)的材料加工過程，導(dǎo)致在后續(xù)的軋制，擠壓等工藝過程中很容易產(chǎn)生軋制裂紋等缺陷。本團(tuán)隊(duì)開發(fā)的電磁場連鑄過程易偏析合金超細(xì)化與均質(zhì)化調(diào)控技術(shù)，能在連鑄過程中，充分?jǐn)嚢枞垠w，均勻化凝固前沿溫度，實(shí)現(xiàn)易偏析合金的超細(xì)化與均質(zhì)化。該技術(shù)已被應(yīng)用于銅鎳錫合金的連鑄中，實(shí)現(xiàn)了該合金連鑄制備的超細(xì)化和均質(zhì)化，所制備全等軸晶銅鎳錫合金鑄態(tài)組織宏觀晶粒度達(dá)到M-10.0級。目前該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)中試級百米長度的連續(xù)電磁鑄造，且已與寧波博威、上海中船重工711研究所、銅陵金威、溫州元鼎等開展合作。進(jìn)一步將該技術(shù)推廣于銅碲、銅鐵、銅鈦的連鑄，均取得了極為優(yōu)異的細(xì)晶、表面光潔、成分均勻的連鑄效果。 3）超高純無氧銅電磁連鑄技術(shù) 金屬材料純凈度是提高其力學(xué)和電學(xué)等綜合性能的關(guān)鍵因素，是制備高品質(zhì)金屬材料的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。高端金屬材料中夾雜物和氣泡對材料性能影響巨大，許多高端金屬材料的開發(fā)都取決于這類缺陷的控制水平。本團(tuán)隊(duì)參與開發(fā)的金屬連鑄多模式定制磁場凈化技術(shù)，已成功應(yīng)用于高純高導(dǎo)無氧銅材料的制備，可將銅中氧含量中降低3ppm以下，達(dá)到目前世界無氧銅的最高標(biāo)準(zhǔn)——美國ASTM≤3ppm。與此同時(shí)，該高純無氧銅的電導(dǎo)率高達(dá)100.1%IACS，目前已全面取代進(jìn)口并用于我國蘭州重離子加速器、散裂中子源大科學(xué)裝置、美國Michigan大學(xué)FRIB裝置等重大科學(xué)裝置建設(shè)。該項(xiàng)技術(shù)已獲得2015年度上海市技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，2015年度教育部自然科學(xué)二等獎(jiǎng)，2015年度教育部技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。目前該技術(shù)已與福建紫金銅業(yè)、上海上大眾鑫科技發(fā)展有限公司、寧波興業(yè)、寧波金田等開展深入合作。

鎂合金是作為一種輕質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)材料，具有密度低、比強(qiáng)度和比剛度高、阻尼性能好、電磁屏蔽效果好、鑄造性能優(yōu)良和加工性能好的優(yōu)點(diǎn)，獲得了廣泛的應(yīng)用前景。在鎂合金產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用過程中，稀土往往作為制備過程中的優(yōu)化劑來改善合金的熔體純凈度、晶粒細(xì)化度及產(chǎn)品外觀質(zhì)量，同時(shí)可大幅度提升合金的強(qiáng)度與延伸率。但是目前普遍使用的稀土鎂合金強(qiáng)度低導(dǎo)熱性能差，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。因此，開發(fā)具有高導(dǎo)熱性、高強(qiáng)度的鎂合金對于擴(kuò)大鎂合金在 5G 通信、3C 器件及汽車產(chǎn)品等需要高散熱領(lǐng)域的應(yīng)用，具有極其重要的意義。 高導(dǎo)熱高強(qiáng)度鎂合金是在一定配比的 Mg-Zn-Zr 系列合金中添加 Nd 稀土金屬，Nd 的添加可以改善合金的熔體純凈度、晶粒細(xì)化度及產(chǎn)品外觀質(zhì)量，并有效析出基體中的 Zn和 Zr 原子，有效提升合金的導(dǎo)熱性能和力學(xué)強(qiáng)度。鎂合金的導(dǎo)熱性能可以通過導(dǎo)熱率來體現(xiàn)，力學(xué)性能可以通過抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度體現(xiàn)。高的導(dǎo)熱性能可以保證合金在散熱器件領(lǐng)域的熱導(dǎo)性能指標(biāo)，使器件可以具有較快的熱量傳輸能力，使設(shè)備內(nèi)部熱量及時(shí)排出;高的力學(xué)強(qiáng)度可以保證合金作為結(jié)構(gòu)件的力學(xué)性能指標(biāo)，使其作為結(jié)構(gòu)件更為可靠。相較于傳統(tǒng)鎂合金，團(tuán)隊(duì)通過添加 Nd 稀土元素可以有效提升鎂合金的導(dǎo)熱性能和力學(xué)強(qiáng)度，Nd 一般分布于晶界，可以弱化鎂合金的織構(gòu)，提升鎂合金各晶粒之間的協(xié)調(diào)能力:而且 Nd 在鎂合金成型過程中可以與 Zn 原子結(jié)合形成熱穩(wěn)定的第二相，促進(jìn)動態(tài)再結(jié)晶提升鎂合金的強(qiáng)度:此外，Nd 元素的添加會與基體中的 Zn 元素結(jié)合，減弱基體中的晶格畸變，提升鎂合金的熱導(dǎo)率。

針對我國高速列車、地鐵車輛、航天航空等領(lǐng)域?qū)Υ笮吞胤N鋁合金型材需求量急增，而關(guān)鍵生產(chǎn)裝備和技術(shù)為少數(shù)國家所壟斷，大型特種鋁合金型材80％依賴進(jìn)口等問題，以自主研究開發(fā)萬噸級擠壓機(jī)用大型成套工模具設(shè)計(jì)、制造與使用技術(shù)為目的，自1996年開始，與科研院所、大型骨干企業(yè)開展長期聯(lián)合攻關(guān)，重點(diǎn)進(jìn)行大型扁擠壓筒研制、大型特種型材分流組合模優(yōu)化設(shè)計(jì)、特種異型穿孔針的優(yōu)化設(shè)計(jì)、固定擠壓墊研制及其應(yīng)用研究工作，在萬噸級擠壓機(jī)用大型扁擠壓筒和大型復(fù)雜斷面型材分流組合模的強(qiáng)度理論、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)軟件與制造技術(shù)，大尺寸異形固定擠壓墊、異型穿孔針的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，應(yīng)用成套大型工模具擠壓生產(chǎn)復(fù)雜大斷面鋁合金型材工藝技術(shù)等方面取得系列突破，打破了國外對高性能關(guān)鍵鋁合金型材生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品的壟斷和封鎖，工模具制造成本和使用壽命、型材產(chǎn)品質(zhì)量等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平，為我國高鐵車輛的研制和國產(chǎn)化、航空航天、艦船和國防工業(yè)等高新技術(shù)發(fā)展和重大工程建設(shè)做出了貢獻(xiàn)。本成果專家鑒定意見認(rèn)為：“…項(xiàng)目整體達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中大型扁擠壓筒設(shè)計(jì)制造技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，…”。成果獲2011年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。