工程材料----中国科学院沈阳分院科技成果信息网

  团队信息




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     课题组名称：塑性加工先进技术研发团队


    课题组网址：http://www.imr.cas.cn/jgsz/kyxt/syxjclyjfzzx/zyclyqjyjs/200907/t20090711_2062380.html


    负责人：张士宏
    工作单位：金属研究所
    学科领域：工程材料




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     课题组院地合作联络人员


    姓名：程明
    办公电话：024-83970196


    手机：18640472963
    E-mail：mcheng@imr.ac.cn






     科技处院地合作联络人员


    姓名：李鹏
    办公电话：024-23971157


    手机：15140035307
    E-mail：pengli@imr.ac.cn




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  团队介绍




  团队研究方向：重点研究开发高性能金属材料的塑性加工新技术、新理论、新方法和新设备，涉及高温合金、钛、镁、铝、铜、金属基复合材料，包括精密管材制备与成形、铜管铸轧、镁合金温热成形、汽车轮毂铸旋，以及金属塑性加工过程中的各向异性本构、晶体塑性理论，塑性成形过程的多尺度多场耦合模拟和组织性能控制。
  稀土多元微合金化高性能精密铜管材产业化关键技术研究与废杂铜高效优质精炼用于精密铜管再制造生产技术开发。
  板管材脉动冲击液压成形技术及专用装备研发。
  基于镁合金板材组织性能控制和晶体塑性理论研究的温热先进成形技术研究，实现镁合金零件的低成本、高精度生产。

  典型转移转化项目案例




  1.稀土多元微合金化高性能铜管材技术与废杂铜精炼用于铜管再制造技术的产业化
  为了满足高效节能制冷设备的发展，特别是针对空调两器铜管日益薄壁化、小径化的趋势以及对制冷铜管安全性、可靠性问题关注，该项目以铜细晶强化、固溶强化和沉淀析出强化的强韧化理论为依据，拟采用稀土、硼、锰、锡、钴、锌等元素多元微合金化的方法实现高性能精密铜管的工业化生产和应用，围绕稀土多元微合金化铜管产业化的关键技术研发，从多元微合金化对铜管微观组织、力学性能和耐蚀性能的影响规律以及复合强韧化作用机制、铜-稀土中间合金的研制、微合金化铜材的熔铸和加工技术等方面开展系统研究，最终解决高效节能精密铜管生产的技术瓶颈问题，实现微合金化新型高强精密铜管的规模化生产。
  此外，采用计算机辅助设计的“火法精炼-连铸连轧”工艺，通过研究废杂铜中杂质元素相互作用热力学，解决废杂铜精炼的基础问题；设计制备了能够实现杂质成分调控使其满足再制造要求的稀土复合精炼剂；开发了针对铜液成分炉前检测计算机辅助精炼工艺设计系统；针对现有熔炼铸轧设备进行改造，突破废杂铜高效优质精炼及精密铜管短流程再制造关键技术，推动相关产业化的发展。
  项目的实施能够满足国民经济发展对高性能、高质量铜管的亟需。这将改变铜管材生产企业传统技术格局，提升我国铜加工业的整体技术水平，使我国铜加工业不仅在总产量上更在技术先进性上跃居世界前列，为我国铜加工业全面参与国际同领域市场竞争奠定坚实的技术基础。

  2.板管材脉动冲击液压成形技术及专用装备研发
  复杂异型构件的精密成形技术是交通运输、轨道交通和航空航天装备制造工业中最节省材料的零件制造技术，有利于装备的轻量化、无余量化、高精度及整体化发展，在国民经济和国防科技工业中均占有极其重要的地位。本项目成功开发出具有自主知识产权的脉动冲击液压成形技术，该项技术能够显著提高板管材类零件的成形性能和成形质量，从材料特性和工艺两方面明确脉冲液压成形过程中脉动载荷与冲击载荷的交互作用，材料的成形机理，提出脉冲液压成形工艺的精确控制方法，研制超高压脉冲液压成形精密装备，其中脉动内压控制精度±5MPa，最高频率50Hz，冲击载荷速率可达30MPa/s。目前已获得多项发明和实用新型专利，并且已与广东、河南、辽宁等地多家企业合作，完成典型汽车零件的工业化试制。

      已开发出的异形管类汽车零件

      已开发的THF-300管材脉冲液压成形设备

  3．镁合金板材温热成形技术产业化
  随着能源问题的日益突出和新型高性能稀土镁合金的不断涌现，镁合金作为最有前途的轻量化材料，其在汽车，电子，航空航天，医药等领域得到大量应用。本项目结合交叉和异步等先进轧制技术制备组织和性能优异的镁合金板材，采用EBSD原位跟踪技术，系统研究镁合金温热条件下单向拉伸，压缩，变路径压缩的内部组织和织构演变规律，并通过晶体塑性有限元模拟揭示晶粒内部微观变形机理，为板材的产业化生产提供了坚实的理论基础。通过研究发现镁合金板材在170℃能够达到强度和延伸率的较好匹配，成形性能最好，拉深极限已达2.6，该研究也突破了以往认为镁合金应在250℃以上成形的结论。
  通过自主设计开发了镁合金板材温热，温热液压，冲锻等先进成形技术及相关设备，并已成功应用到相关电子零件的生产中，目前相关企业已经进行批量生产。

    Mp3 外壳手机外壳笔记本外壳

  采用镁合金温热成形技术生产的零件回弹小，表面质量好，成品率高，能够显著的减低生产成本，大幅提升镁合金板材制品的质量。