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[成果] 1700600220 江苏
V26 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:中国先进飞机立项型号多、研制周期要求短,在飞机研制中两大矛盾日益凸显:一是大型复杂整体结构件的大量使用,加工易变形,质量难以保证。二是研制周期要求短,现有数控编程和加工时间长,效率难以满足要求。大型整体结构件的数控编程和加工已成为新机研制的瓶颈之一。该项目在国家科技重大专项、国家重大型号任务和国家自然科学基金等项目支持下,历经近十年产学研联合攻关,形成了具有自主知识产权的关键技术、工艺装备和系列软件的技术体系,实现了航空大型复杂构件从计算机辅助加工到智能数控加工的跨越。主要技术发明如下: 发明了动态加工特征建模方法和识别方法,实现了适应不同零件结构、不同工艺水平和不同企业应用习惯的加工特征定义,航空大型复杂构件平均特征自动识别率96%以上,解决了小批量或单件生产的复杂零件工艺积累与重用的难题。 发明了动态加工特征驱动的大型复杂构件数控加工智能编程方法,实现了加工特征自动排序、驱动几何链自动创建与刀轨自动生成,刀轨自动生成率95%以上,平均提高数控编程效率3倍以上。 发明了复杂构件动态加工特征切削参数分段和变切深优化方法,实现了复杂结构零件的高效加工和复杂曲面零件的分区优化加工,大型复杂构件加工效率提高25%以上。 发明了动态加工特征驱动的数控加工过程控制和优化方法,研制了自适应装夹并实时监测零件变形的工艺装备,实现了加工-监测-检测-装夹一体化自适应加工,解决了大型零件加工变形控制难题,显著提高了大型整体结构件首件加工一次合格率。 该项目获授权国家发明专利30项、软件著作权4项、SCI论文31篇,其中动态加工特征建模和浮动装夹自适应加工技术研究成果分别在2012年和2015年国际生产工程权威学术年会(CIRP)上宣读,应邀在德国、英国举办的国际学术会议上做大会主题报告3次。该成果已应用于成飞公司、西飞公司、洪都公司等八家大型企业,在15个飞机型号的1591项零件研制生产中成功应用,显著提升了中国航空大型复杂结构件的制造水平。近三年部分应用单位新增经济效益4.275亿。2015年4月1日,由工信部和国家发改委组织召开的航空领域首个国产高档数控机床应用示范工程成果应用推广会上将该项目成果作为三大关键共性技术之一向全国军工制造行业推广。该成果2014年通过国防科工局组织的技术鉴定,鉴定结论为:“成果总体技术达到国际先进水平,在动态加工特征建模方面达到国际领先水平。”
[成果] 1700520118 江苏
TL3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:高性能金属构件是保证核能工程安全、可靠运行的关键。精密塑性成形技术是制造核级高性能构件的重要手段。但超大尺寸、异形空心构件在整体成形过程中存在变形不均勻、微观组织不均匀、壁厚不均匀等难题,从而影响了成形极限和成形质量,成为制约中国核能工程自主发展的瓶颈问题。自2003年以来,在国家火炬计划及多项江苏省重大科技成果转化项目等支持下,该项目通过系统和深入的研究,突破了变形量精确控制、尺寸均匀性控制以及微观组织仿真关键技术,实现了中国系列核级金属构件的高性能制造并取代进口。主要创新点如下:1、提出了超大尺寸金属空心构件渐进成形以及局部变形量优化调控技术:研发了异形轧辊渐进减径成形及浮动芯棒精确定径方法,在显著降低成形力的同时,实现了变形量及变形组织的有效控制及最优化,突破了分段非均匀加热及喷气强冷动态协同系列关键技术,设计并制造了多向加载渐进成形装备及工艺装置,解决了Φ≥800mm的核级无缝管及带直段厚壁弯管组织环向不均、晶粒度局部粗大的难题,同时实现了轴向及径向几何尺寸的精确控制。2、创新并发展了核级金属异形空心构件形状及壁厚均匀性控制技术与关键工艺:发明了逆向求解及自适应优化方法,构建了材料与摩擦辊间接触力学模型,提出了适应于液压成形的新型润滑涂层配方及制备方法;开发了金属异形构件自增压成形装备及工艺控制软件,发明了等壁厚成形控制技术及装置,提高了金属异形构件成形极限。另外,提出了具有层状结构且界面为冶金结合的金属新型空心构件制造新方法。3、自主研发了核级金属构件材料热成形徽观组织仿真关键技术:将微观组织演变算法与成形工艺仿真有机结合,开发了仿真软件系统,精确预测了热成形条件下的动态再结晶分数及平均晶粒度变化,建立了系列核级金属材料热加工工艺与微观组织的对应关系,攻克了核级金属构件热成形微观组织精确预测的共性技术难题。该成果共获自主知识产权50项,其中授权发明专利22项,实用新型专利21项,软件著作权7项。发表重要论文60余篇,其中SCI/EI收录40篇;出版著作2部;制定标准6项,其中国家标准2项,行业标准4项。项目关键技术经鉴定,总体处于国际先进水平。其中,核岛用高性能关键金属构件精密塑性成形技术及装备获2016年度江苏省科学技术一等奖。该成果应用后,直接实现产值19.50亿元,销售收入18.84亿元,上缴税金总额3.30亿元,净利润6.78亿元。该成果的3家实施企业已成为核岛金属构件的国内主要供应商,占据了国内约70%的市场份额。同时,成果实施企业已走向海外,参与了国际核电建设。该成果有力带动了中国核能装备产业发展和行业的转型升级,对于中国核能工程的安全、可靠运行具有重要意义。
[成果] 1800120207 北京
U21 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2017
成果简介:2015年中国铁路钢轨运营里程约12万公里,检测出重伤超过4万处,其中主要的钢轨探伤检测依靠人工探伤仪完成,人员因素大、效率低,耗费大量人力物力。近年来城市轨道发展迅速,据了解全国有30多个城市已做城市轨道交通规划,城市轨道在运营中也将产生钢轨伤损。这些钢轨伤损影响到中国普速铁路、高速铁路和城市轨道的行车安全,关系到国计民生,急需高速、综合、全面、自动化的智能钢轨探伤设备。该项目结合中国铁道科学研究院在铁道行业的优势及钢轨检测监测技术的专业强项、南京航空航天大学在电磁无损检测新技术的先进性、金鹰重型工程机械有限公司在轨道车载平台领域的优势及工业和信息化部电子第五研究所在仪器设备在可靠性的深入研究,形成产学研用相结合,优势互补,分工明确,共同承担“在役钢轨缺陷综合检测监测设备开发与应用”的研究。主要的关键技术问题有:高速检测(80千米/小时)超声和电磁关键技术、高速检测(80千米/小时)新型车载平台关键技术、重点区段钢轨断轨监测技术及大规模检测监测网络技术、集成应用技术和工程化产业化开发技术等。需要开展快速的综合的在役钢轨缺陷综合检测监测设备研发,拟开展的研究内容包括:钢轨缺陷高速超声波检测关键部件研发;钢轨顶面缺陷电磁无损检测关键部件研发;新型钢轨综合检测车车载平台研发;重点区段钢轨断轨监测设备及检测网络研发;钢轨综合数据融合及预警预报网络开发;钢轨综合检测监测设备应用开发;钢轨综合检测监测设备工程化产业化开发。
[成果] 1800120514 北京
TG1 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:项目攻克高性能合金钢件激光增材制造的关键技术难题,建立其激光增材制造控形控性理论和方法。项目围绕激光增材制造高性能合金钢构件控形控性研究,拟解决三大难题,即:如何获得优质组织?如何控制形变?如何确保优异性能?为此,重点研究三个科学问题:激光熔池演化行为;应力应变规律;后处理强韧化机理。重点开展五方面研究:激光增材制造过程冶金动力学及非平衡凝固行为;激光增材制造成形过程应力应变行为及调控机制;后处理激光增材制造合金钢件的组织与性能演化;激光增材制造专用高性能合金钢粉体材料设计与制备;激光增材制造合金钢构件性能无损评价及试用考核。
[成果] 1800120381 陕西
V25 应用技术 电子和电工机械专用设备制造 公布年份:2017
成果简介:重点针对民用飞机用AlMgScZr系列合金、铝基复合材料及Ti-6Al-4V合金等轻质高强韧铝、钛合金大型复杂构件的LCD和精密复杂构件的SLM开展研究,基于LCD所具有的大熔池、较高加热/冷却速率和较强的沉积热积累效应,以及SLM所具有的微熔池、超高加热/冷却速率和较轻的沉积热累积特征,明晰这两类增材制造技术的共性和差异,揭示材料、工艺及后处理对构件成形精度和组织性能的影响机制,突破轻质高强韧合金构件整体化增材制造的精确控形控性关键技术,在大型飞机研制中实现工程试用。拟开展的主要研究内容如下:(1)激光-金属交互作用下的非平衡冶金、凝固及组织演化机制。(2)激光增材制造非均匀组织调控和宏微观强韧化机理。(3)轻质高强韧合金的激光增材制造合金化机理。(4)激光增材制造非均匀快速热-力耦合行为及形变控制。(5)基于适航要求的激光增材制造质量控制与评价方法。
[成果] 1700320240 江苏
V26 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:随着航空航天科学技术的发展,先进飞行器层出不穷,其复杂气动外形、超高机动性、超视距攻击、超高精度控制,以及复杂多变的空天环境导致的严重外部干扰,对系统控制的性能和可靠性提出了更高要求。主要表现在飞行器控制过程中的各类故障、不确定性、外部干扰、强非线性、输入受限、多模态切换、网络传输延时等方面的诊断和控制,故障诊断、鲁棒与容错控制是飞行器在故障情况下保证高精度、高性能和高可靠性的核心技术和关键科学问题该项目针对故障估计和调节融合设计、非线性系统鲁棒受限控制、混杂系统滤波、镇定和容错控制以及网络控制系统鲁棒故障检测、估计和容错控制等方面进行了系统深入的研究,重要科学发现如下:1)提出了“快速自适应诊断”概念,揭示了故障估计与容错控制融合的系统结构特性,构建了自适应故障估计和自适应故障调节及其融合设计框架,解决了从故障诊断到实现容错控制之间动态系统瞬态性能难以保证的难题;2)揭示了输入限制造成非线性系统控制性能下降的机理,提出了辅助分析系统与自适应技术相结合的不确定多输入多输出非线性系统鲁棒受限控制方法,解决了具有输入饱和与死区的非线性系统鲁棒控制难题;3)发现了多模态切换混杂系统中各个模态间的收敛/发散特性的平衡规律,揭示了故障对连续模态动态性能和切换机制时序规则的影响机理,构建了混杂系统滤波、镇定和容错控制理论框架;4)发现了网络控制系统干扰、故障及性能指标间的能量不等式关系,建立了实现故障诊断的网络协议参数上界条件,提出了离散多时滞模型的网络系统故障检测、估计和容错控制设计方法;5)提出了飞控系统的多种故障诊断、鲁棒受限和容错控制算法,发明了飞行器故障注入、检测与可靠控制技术,并研制了飞控系统故障模拟和可靠性验证仿真平台,有效提升了飞控系统的安全性。该成果建立了较系统的动态系统故障诊断与鲁棒、容错控制理论体系,成果属国际先进水平。8篇代表作,最高影响因子8.746,SCI他引633次,总他引1062次,单篇最高SCI他引142次,其中6篇论文入选ESI高引论文,共被引用550次;20篇主要论文被SCI他引1115次,总他引1950次,其中《IEEE汇刊》和《Automatica》共15篇,被SCI他引861次,且有7篇论文入选ESI高引论文,共被引用598次;出版英文专著3部,中文专著1部:授权国家发明专利14项。成果已用于“天巡一号”小卫星,显著延长了在轨运行寿命(设计寿命半年,已稳定运行超过四年),还成功应用于国防重大预研任务。该成果获得了2015年教育部自然科学一等奖,在申报2015年教育部自然科学奖时得到了该领域柴天佑、孙优贤、桂卫华、郑南宁四位院士的一致推荐,申报国家自然科学奖得到了该领域专家柴天佑院士、张嗣瀛院士、国家自然科学二等奖第一完成人周东华教授的一致推荐,并得到了故障诊断与容错控制权威学者R.J.Patton教授,澳大利亚两院院士D.Hill教授,鲁棒控制权威学者K.M.Zhou教授等国内外知名学者的高度评价。
[成果] 1700320035 江苏
V21 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:疲劳断裂理论是保障结构安全的损伤容限设计方法和相关材料性能试验标准的基础,其核心是裂纹端部场及其参数体系和以场的控制参数建立的断裂准则和疲劳裂纹扩展规律,但长期以来只有二维弹塑性断裂理论为基础。随着现代飞机结构大量使用整体结构和损伤容限与耐久性要求的不断提高,必须发展结构的三维疲劳断裂理论。经过近20年系统深入的研究,该项目在三维弹塑性断裂理论、方法和应用研究方面都取得突破性进展,主要发现点为:1.建立了三维弹塑性和蠕变裂纹端部场理论。克服了三维弹塑性裂纹问题数学求解的困难,证明离面应力约束因子T<,z>与J积分一样是弹塑性裂纹端部奇异场的控制参数,建立起三维裂纹的应力、应变奇异场的数学结构,获得了三维弹塑性裂纹端部奇异应力应变场的J-T<,z>理论解和三维蠕变裂纹端部场的C(t)-T<,z>解;提出了同时考虑离面和面内约束的线弹性、弹塑性和蠕变裂纹端部场的K-T<,z>-T、J-T<,z>-Q<,T>和C(t)-T<,z>-Q*三参数表征方法。2.发展了有限板中孔和缺口问题的弹塑性理论。获得了有限板中冷挤压强化孔边残余应力场的弹塑性解析解。揭示了三维应力约束对缺口应力集中和塑性变形的重要影响,发展了含孔结构抗疲劳断裂设计的理论基础。3.建立了考虑厚度效应的三维断裂准则和疲劳裂纹扩展寿命预测方法。提出了三维疲劳断裂的控制参数体系,建立了断裂韧性厚度效应的断裂准则,统一了不同厚度和载荷条件下疲劳裂纹扩展速率曲线,发展了谱载疲劳裂纹扩展寿命及其厚度效应的预测方法,并拓展到腐蚀疲劳情况。4.提出了一般三维裂纹体的断裂和疲劳裂纹扩展寿命预测方法。提出了基于三维约束理论的等效厚度概念,发展了基于穿透裂纹标准试样获得的材料疲劳断裂性能数据预测含实际三维裂纹的飞机结构损伤容限的能力,建立了飞机结构三维损伤容限分析和可预测设计方法。20篇主要论文被美国工程院院士Dodds教授、澳大利亚科学院和工程院院士Mai教授、Int. J. Solids Struct.主编Hills教授等41个国家和地区的452位学者高度评价和正面引用633次,SCI他引429次;8篇代表作SCI他引257次/他引380次,引起大量跟踪研究和大量大篇幅的引用。被欧洲结构完整性协会副主席Neimitz教授等学者称为“郭因子”、“郭的弹塑性理论”、“郭解”、“郭模型”等,发展了断裂力学经典理论,被列入断裂理论自1948年来的发展图谱,被列举为弹塑性理论发展的范例之一;被编入美空军残余应力计算软件和行业手册;已系统地应用于中国新歼、重型歼击机、歼教机、大型商用飞机等不同系列飞机型号的设计和研制,解决了型号研制难题和急需,促进了中国飞机设计水平的提升。成果还用于先进发动机验证计划和“西气东输”工程。围绕该项目指导博士后6名,培养博士13名、硕士20名。成果被设计方肯定为“该领域的重大技术创新,使中国三维损伤容限分析达到国际领先水平”。被鉴定“处于国际领先水平”。
[成果] 1700260147 安徽
V24 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2016
成果简介:该项目是为大型运输机襟、缝翼驱动系统专门研制的。开发大型运输机是国家战略,以前中国所有飞机的襟、缝翼驱动系统是通过液压装置来实现的,液压装置体积大、重量重、容易漏液,为了解决液压驱动带来的问题,减轻机体自身重量、提高可靠性,提升飞机载重能力,采用电子驱动系统是必然趋势,国外飞机已开始采用全电驱动系统。该项目为襟、缝翼驱动系统中的核心部分,在中国是第一次研制应用,难度极大。该项目从2009年5月开始研制,经过5次方案优化和评审,攻克了几十个技术难题。该项目的研制内容为:将飞机提供的三相交流电(115V/360Hz~720Hz)经18脉冲移相整流得到270V直流电,给襟、缝翼驱动系统提供动力电源;襟翼PDU动力电源(28kW)由两路独立的14kW电源组成,每路14kW电源分别向襟翼PDU执行部件的一台电机供电;缝翼PDU动力电源(22kW)由两路独立的11kW电源组成,每路11kW电源分别向缝翼PDU执行部件的一台电机供电。该项目采用的关键技术有:18脉冲自耦移相整流技术、主桥嵌入电感及电感耦合的低谐波抑制技术、高功率因数设计技术、电磁兼容设计技术、高功率密度优化设计技术、安全性设计技术、环境适应性设计技术、机载电源特性设计技术、适航性设计技术、高可靠性设计技术、低噪声设计技术、数字化结构设计技术和先进的工艺设计技术,解决了机载大功率电源的低谐波、高功率因数、电磁兼容性、安全性、环境适应性、适航性、高可靠、体积小、重量轻等难题,通过了机载电源的电源特性要求(GJB181A-2003)的测试,实现了设计目标。该项目与南京航空航天大学航空电源实验室合作研制完成,成功填补了中国飞机和机载设备电源领域的空白。2013年通过了安徽省经信委组织的新产品鉴定,鉴定结论为:总体技术达国内领先水平。该项目拥有发明专利2项、实用新型专利1项,获省级科技成果2项,制定企业标准2项,参与制定国家军用标准1项,发表论文3篇,获中国电源学会科技进步二等奖,该项目团队于2014年获安徽省省委组织部组织的安徽省“115”产业创新团队认定。该项目技术还应用到预警机、无人机以及大型地面电子设备的供电系统中,产品也从单一的规格型号发展成为系列产品,功率范围从11kW到200kW。该项目2013年实现销售收入达3236.06万元;2014年,销售收入达6475.13万元;2015年,销售收入达10362.66万元。项目累计形成销售额2亿多元,经济效益相当显著。该项目技术难度极大,在研制过程中采用了很多创新性技术。该项目的成功实施,加速了中国飞机由液压驱动向全电驱动转变,提高了中国飞机制造水平,打破国外技术封锁。该项目还可以推广应用在各种军民用飞机和机载设备、工业、交通、煤矿、公共安全等领域,市场前景十分广阔,对中国国防建设和国民经济的发展有巨大的促进作用,经济效益和社会效益十分显著。
[成果] 1700300347 山东
U46 应用技术 汽车制造 公布年份:2016
成果简介:项目属于先进制造技术领域。 “轻量化汽车变速器关键制造技术的研发与应用”的成果来源于国家火炬计划项目“MW70经济节能型微型汽车变速器”(2014GH041032)、山东省自主创新成果转化专项项目“铝镁合金汽车变速器壳体消失模铸造关键技术研究与应用”(2012ZHZX1C0601)等项目的研发成果。该项目的技术成果不仅对中国汽车变速器产品的轻量化和节能减排具有重要推动作用,而且对薄壁复杂铸件提供先进的成形技术,促进了传统铸造技术产业的升级改造。 汽车变速器属于汽车传动系统关键零部件,变速器总成重量的60%来源于箱体类铸造件。传统的铸铁变速箱体不仅重量大、复杂的孔腔导致产品的尺寸精度和成品率低,而且生产过程中工人的劳动环境差、环境污染严重,研发适合汽车变速器箱体的新型轻量化材料并对产品进行轻量化设计、同时研发轻量化变速箱体的先进铸造技术成为变速器总成减重降耗的关键。该技术成果针对轻量化汽车变速器关键制造技术难题,自主研发了高性能铝镁合金材料,高强度铝镁合金箱体轻量化CAD/CAE仿真模拟、消失模铸造成形技术、铝镁合金箱体精密加工等关键技术,形成了铝镁合金变速箱体的消失模铸造和加工生产线及相应配套设施。主要创新成果如下: 1、基于轻量化铝合金/镁合金材料,通过变速器箱体的CAD/CAE有限元分析技术,优化后的后箱体倒挡工况下应力由241MPa降低到181.4MPa,重力冲击下变速器箱体响应响应应力远小于σs*0.76。基于上述开发出汽车变速器换挡轻便灵活,传动效率≥97%,扭矩质量比大于5。 2、通过控制铝合金中硅含量及调整合金强化元素Cu、Mg的含量,添加微量Ti、Zr、Sr、RE对冷却速度慢的近共晶消失模铸造铝合金晶粒和共晶硅进行协同晶粒细化反应,研发了新型消失模铸造铝合金(发明专利ZL201310591143.X);通过添加自主开发的含ZrC、HfC的稀土镁合金晶粒细化剂,增加异质形核质点,研发了高强韧性能铸造镁合金材料(发明专利ZL201310245456.X)。 3、运用MAGMA软件对箱体消失模铸造工艺进行仿真模拟,在充分研究消失模铸造充型与传热特性、涂料性能、箱体白模制备及缺陷分析的基础上,研发了机械手自动化浸涂涂料装置,获得了轻量化铝镁合金消失模铸造变速器壳体技术。 4、研发了轻量化铝镁合金汽车变速器箱体两面孔系群钻群攻技术(ZL201410678422.4)和气密性检测技术(发明专利201410679120.9,审核中),保证了产品的精度和质量,降低了震动、噪声和冲击,减少50%加工余量,其前进挡噪声小于83dB,倒档噪声小于85dB。 该项目成果获得发明专利授权3项,实用新型专利授权7项,技术成果已通过山东省科技成果鉴定,关键技术达到国际先进水平,“MW70经济节能型微型汽车变速器”获得“山东省优秀节能成果奖”。项目成果已成功应用于轻微型载货汽车变速器、新能源汽车变速器、乘用车变速器、皮卡变速器,并在北汽福田诸城奥铃汽车厂、东风汽车、一汽通用红塔、长安跨越、北汽威旺、北汽黑豹、南京依维柯、山东唐骏欧铃、山东五征、江淮汽车等汽车厂家推广应用,得到广泛好评。至2015年底该公司累计销售实现新增利税7460万元,节支总额达到800万元,经济与社会效益显著。
[成果] 1700320213 江苏
V26 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2016
成果简介:飞机复杂结构件的数控加工能力是衡量一个国家航空制造水平的重要标志。新一代飞机结构件更复杂、精度要求更高、制造周期要求更短。世界航空制造发达国家即使依靠几十年来积累的大量零件加工案例和基于专业化分工的工艺传承体系,也难以同时保证新机复杂结构件加工质量和制造周期的苛刻要求。在中国航空制造业起步晚、积累少的客观国情下,复杂结构件数控加工已成为制约新机研制的重大技术瓶颈。项目组在国家科技重大专项、国家重大型号任务以及国家自然科学基金的支持下,历经近十年联合攻关,突破传统以零件为载体的工艺知识积累周期长、可重用性差的局限,另辟蹊径,提出了以加工动态特征为载体进行加工全过程工艺知识建模的技术思路,攻克了加工动态特征驱动的自动数控编程和加工变形精确控制技术,建立了飞机结构件数控加工动态特征技术体系,主要发明点如下:1.发明了加工动态特征建模方法。揭示了加工过程中间状态几何参数、工艺参数、监测检测量等动态信息的动态关联规律和传递规律,提出了加工动态特征概念,突破了基于加工动态特征的加工全过程工艺知识建模技术,实现了复杂结构件工艺知识积累由以零件为载体到以加工动态特征为载体的模式转变。2.发明了加工动态特征驱动的数控加工自动编程技术。提出了基于特征识别信息的加工特征自动排序、加工全过程驱动几何自动创建、工艺参数自动迭代方法,构建了加工特征切削参数优化模型,实现了复杂结构件的快速编程和高效加工,对比国内外最新技术,提高编程效率3倍以上,提高加工效率30%以上。3.发明了加工动态特征驱动的加工变形精确控制技术。提出加工过程中自适应释放和消除工件变形的加工模式,研制出能监测工件变形的浮动装夹工艺装备,突破了基于加工动态特征的装夹/加工/监测/检测自适应协同控制技术,实现了加工变形精确控制,飞机复杂结构件加工变形量由0.2mm/m减小到0.05mm/m以内。该项目获授权国家发明专利35项、软件著作权3项,发表SCI收录论文30篇,其中2篇发表于国际生产工程领域权威学术期刊《CIRPAnnals》,应邀在德国、英国举办的重要国际学术会议上作大会主题报告3次。该领域国际著名专家、IJCIM主编Stephen Newman教授评价:“加工动态特征是加工特征领域研究的新进展”,使复杂结构件“工艺决策精确”。专家鉴定结论为:“总体技术达到国际先进水平,在动态加工特征建模方面达到国际领先水平”。2015年获“中国机械工业科学技术一等奖”。该成果已成功应用于成飞、洪都、西飞、上海航天设备制造总厂、中捷机床等15家航空航天和机床骨干企业,完成了13个军机型号和C919、ARJ21、B787及A350等4个民机型号的2242项共计2万余件复杂结构件的研制生产。完成单位近三年新增销售额4.82亿元,新增利润0.63亿元。该成果被评为某新一代飞机顺利成功首飞的十大关键技术之一,被工信部、发改委和国防科工局作为航空领域国产高档数控机床应用示范工程三大关键共性技术之一向全国军工制造行业推广,推动了中国制造业的跨越发展,对国防建设和国民经济发展作用巨大。
[成果] 1700320188 湖北
TG7 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:随着通讯、航空航天等工业的快速发展,迫切需要研发满足磁场、高温强磨损等特殊工况要求的新型工模具材料,并解决其与钢钎焊连接的难题。例如,制备开关电源、通讯电感器、电机等的关键磁性元器件时,工模具需无磁才能降低成形阻力,保证元器件的性能一致性和表面质量;加工高硬度、加工硬化倾向严重的材料时,工模具需具有良好的高温综合性能,以提高工件的加工质量及加工效率。为此,该项目在课题组解决了无钴金属陶瓷强韧性低的难题基础上,在国家科技重大专项等项目的资助下,经十多年系统深入的研究,取得了如下主要技术发明:发明了无钴金属陶瓷无磁化且居里温度可控的多元合金化技术。探明了合金组元对无钴金属陶瓷磁学特性的影响规律,发现钼、铬是降低镍基粘结相居里温度的有效合金元素,当钼、铬含量超过临界值时粘结相晶格显著膨胀,钼、铬原子外层电子进入镍原子的3d空轨道,使室温下粘结相转变为无磁性。采用多元合金化技术,致使无钴金属陶瓷室温磁化率降至10<'-3>emu·g<'-1>·Oe<'-1>以下,居里温度可降至-220℃,且硬度达89.0~92.5HRA,抗弯强度≥1950MPa,解决了金属陶瓷难以兼有无磁性和优异力学性能的难题。发明了功能梯度无钴金属陶瓷的高温等静压氮化技术。将高强度无钴金属陶瓷进行高温等静压氮化,使金属陶瓷中合金元素具有化学位梯度,在化学位差的驱动下,通过扩散在表层形成富氮富钛且晶粒细小的硬化层,由表至里实现成分和组织的梯度过渡,致使室温抗弯强度≥2250MPa、表面硬度≥1750HV, 1000℃高温硬度≥975HV,解决了无钴金属陶瓷难以兼有高强韧性和优异高温耐磨性的难题。发明了适合无钴金属陶瓷与结构钢的钎焊连接技术。以铜为基引入适量镍、钛、锰、硅等合金元素,研发出适合无钻金属陶瓷与结构钢钎焊连接的铜基钎料;采用真空或气氛保护钎焊,在无钴金属陶瓷与钎料间形成厚度合适的合金固溶体反应层,且钎缝填充性好,致使无钴金属陶瓷与结构钢钎焊接头的剪切强度≥260MPa,解决了国内外公认的无钴金属陶瓷与结构钢难以钎焊连接的难题。发明的无磁金属陶瓷性能指标达到国际领先水平,填补了国内外高性能无磁金属陶瓷的空白;发明的功能梯度无钴金属陶瓷力学性能指标、无钴金属陶瓷与结构钢钎焊连接性能指标明显优于国内外同类技术。开发的无磁金属陶瓷刀具适合精加工铁磁质材料,加工工件表面质量好;无磁金属陶瓷模具适合磁粉成形,与进口硬质合金模具相比使用寿命提高1-3倍。在高温强磨损工况下,功能梯度无钴金属陶瓷工模具的使用寿命比普通无钴金属陶瓷工模具高1-3倍。开发的无钴金属陶瓷与结构钢的钎焊连接技术满足了高档冷作模具和焊接刀具制造工艺及应用的要求。相关产品已在3家企业批量生产,近3年新增销售额13052万元。该项目获授权发明专利11项;发表学术论文135篇,SCI收录50篇,EI收录69篇,SCI他引191篇次。
[成果] 1700320215 江苏
TM3 应用技术 电机制造 公布年份:2016
成果简介:电机系统不仅是重要的能源动力装备(消耗了60%以上的电能),而且是交通运输、先进制造和国防军工等领域重大装备的核心基础部件,是国际核心竞争力的重要体现之一。中国电机系统普遍存在运行效率低、可靠性差、功率密度低、调速范围窄等行业难题,已成为制约中国高端装备发展的主要瓶颈之一。传统永磁电机可实现电机高效率,但位于转子的永磁体冷却困难,高温失磁风险制约了功率密度进一步提高;转子机械强度弱、可靠性低;故障状态下的带载能力差、转矩脉动大;永磁磁场难以调控,调速能力弱。如何突破永磁电机功率密度、容错性能和调速能力等技术瓶颈,不仅是电机领域的研究难点和关键,更是电动汽车、全电/多电飞机等国家战略性新兴产业发展的重大需求。项目历时20年,在国家自然科学基金重点项目等资助下,攻克了永磁无刷电机强容错、宽调速的核心理论与关键技术,成功研制出高效率、高功率密度、强容错和宽调速的新型永磁无刷电机。揭示了恒定定子励磁与交变转子凸极效应相互作用实现能量转换的内在机理,发明了“单边磁场”定子永磁无刷电机及其实现技术,攻克了传统永磁电机转子机械强度弱、永磁体冷却困难、存在高温失磁风险的难题,温升降低13.7K,转矩密度增加25%。发明了定子永磁无刷电机冗余热备份设计方法和容错运行理论,提出了冗余励磁、磁场重构、谐波注入等容错电机设计方法与控制策略,解决了永磁无刷电机容错能力差、故障转矩脉动大的难题,短路电流可由5倍降低至1.8倍,相间耦合度由48.9%减至7.5%,故障状态下带载能力提高20%。发明了定子永磁无刷电机多励磁源设计与磁场在线调控技术,提出了混合励磁、磁通记忆、磁化状态动态调节、在线效率优化等设计方法与控制策略,解决了永磁无刷电机永磁磁场不可控、调速能力弱的难题,调速比由4.8增至7.3,高效运行区由72%拓展至80%。获授权发明专利40件和实用新型专利37件。相关技术成功应用于电动汽车电驱系统、电梯曳引、发电机组、“XX直线推进系统”等,为吉利电动汽车和三菱电梯等产品配套,近三年新增销售7亿余元、利润9426万元,创汇2313万美元。发表SCI论文81篇(57篇IEEE汇刊),20篇主要论文在Web of Science他引580次,近五年有5篇ESI高被引论文。成果被收入《Encyclopedia of Automotive Engineering》、《电动汽车的新型驱动技术》等多部著作、教材和百科全书。获2013年教育部自然科学奖一等奖、2015年中国机械工业科学技术奖(技术发明)一等奖、2009年IET Achievement Award、2014年IET Premium Award等。
[成果] 1600100593 江苏
N941 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:该项目属于技术基础科学研究成果。作为中国原创的灰色系统理论,出发点是解决现实世界存在的灰信息预测、决策、评价等问题;完成人团队构建了新的灰色系统理论研究框架和新模型、新技术方法体系,提出了系列新型灰色预测、分析、评价和决策模型,丰富和发展了灰色系统理论;解决了灰信息条件下中国重大科技专项(大型民用飞机、运载火箭)研制费用估算和方案评价问题以及重大基建项目(高速公路、机场等)后评价中的效益预测、绩效评价和优化决策问题;为中国重大项目决策和管理提供重要的理论支撑。主要发现和创新:构建基于“核”和“灰度”的灰代数运算系统;提出系列实用强、弱化缓冲算子,构建分数阶模型、离散模型、原始差分和均值差分GM(1,1)模型;提出绝对关联度、相对关联度、综合关联度、相似关联度、接近关联度和三维灰色关联度等新型灰色关联分析模型;提出基于中心点和端点白化权函数的新灰色聚类评估模型;构建多目标加权灰靶决策模型、两阶段灰色综合测度决策模型和系列灰色博弈模型;构建了新的灰色系统理论研究框架和新模型、新技术方法体系。为解决少数据、贫信息条件下的系统预测、分析、评价和决策问题提供有效技术支持。主要成果及影响:论著出版:发表论文SCI源刊106篇、EI源刊355篇,出版系列专著22部。论著引用:据检索,2000-2015年论著被他人引用2万多次,SCI他引1539次;单篇文献最高被引5424次,单篇被引100次以上的文献25篇。20篇代表性论著被他引9005次,引用者有加拿大皇家科学院院长K.W.Hipel在内的美、英、法、加、日、澳、西、葡、希、波等30多个国家和地区著名学者以及吴中如、孙才新、刘业翔等10多位中科院和工程院院士。论著获奖:17篇论文入选国际期刊“Top cited paper”(4篇)、“Most read paper”(2篇)、“中国百篇最具影响国内学术论文”(2篇)和“中国精品科技期刊顶尖学术论文”(9篇11次)。学术影响:刘思峰H-index 47。2008年入选系统与控制世界组织Honorary Fellow,2013年入选欧盟玛丽·居里国际人才引进计划Fellow,担任6届国际会议主席,在国际会议做大会主题报告9次,应邀到国内外科研机构和高校作学术报告100多次,被聘为国际期刊The Journal of Grey System(SCI)和Grey Systems: Theory and Application(Emerald集团)主编。知名学者评价:著名科学家钱学森、灰色系统理论创始人邓聚龙、模糊数学创始人L.A.Zadeh(美)、协同学创始人H.Haken(德)、系统与控制世界组织主席R.Valee(法)、中科院杨叔子、熊有伦、林群、陈达、胡海岩、赵淳生院士、工程院许国志、王众托、杨善林院士等著名学者曾给予高度评价。如“许多方法和技术属于作者首次提出”(Haken;Hipel),“他们将灰色系统理论这一中国学者的原创性成果推向国际学术舞台”(胡海岩院士)。成果应用:被成功应用于中国商用飞机公司、中国运载火箭技术研究院、中国空空导弹研究院、中国船舶工业综合技术经济研究院、江苏省重大项目稽查办公室(南京长江第二大桥项目、连徐高速项目和宁靖盐高速项目)以及南京禄口国际机场二期工程建设指挥部等承担的国家重大科技工程和地方重要基建项目研究,取得显著成效。
[成果] 1600100028 江苏
TN3 应用技术 电子器件制造 公布年份:2015
成果简介:该项目属于工程热物理领域。单晶硅生长过程中,由于熔体中存在较大的温差、浓度差以及自由表面上的表面张力梯度,从而在熔体内诱导出自然对流和热毛细对流。这些对流不稳定性会在熔体内部产生热流体波,而使熔体微量杂质分布不均匀并形成生长条纹,即微观偏析;同时氧浓度的分布控制,一直是单晶生产中最棘手的问题。该项目主要揭示了单晶硅等生长过程中热毛细对流的时空演化规律及利用磁场主动控制对流不稳定性的机制。该项目的主要研究内容为:(一)研究了环形液池内双层流体热毛细-浮力对流不稳定性的产生条件、演化机理及磁场主动控制规律。热毛细对流不稳定性产生于内壁面区域,并沿着温度梯度方向传播。不稳定性扰动使得流体周向速度波动平均振幅A与温差近似呈线性关系,并随Ma(Marangoni)数增大而增大;Ma数较小时,周向温度波数随Ma数近似线性变化,当Ma数大于3.5×105时,温度波数随Ma数的增大基本不变。周向温度波数随深径比的减小先增大后减小,而周向速度的平均振幅是逐渐增大的。当深径比为0.5时,双层流体热毛细-浮力对流不稳定性产生的临界Ma数为2330。(二)研究了重力加速度,液池旋转及外磁场对热流体流动不稳定性的主动控制机制。结果显示随重力加速度的增大,由表面张力效应引起的扰动能能量减小,同时周向温度波数也逐渐减小;旋转环形液池能够有效抑制热毛细对流不稳定性,其流动从非稳态振荡流转变为稳态对流;不同类型磁场均能抑制热毛细对流不稳定性,且轴向磁场的抑制效果最好,勾型磁场的抑制效果次之,水平磁场的抑制效果最差。(三)数值模拟了外部磁场对大直径单晶硅生长中热质传输特性及杂质分凝效应的影响。研究发现,磁场抑制了流动不稳定性,而氧的扩散机制相对于对流输运得到增强,流体中心区域氧浓度逐渐增大,氧浓度的分布与湍流动能分布一致,熔体的对流结构逐渐趋于规则。外部磁场均能有效改善晶体内部杂质的分布,其中勾型磁场更有利于晶体生长。(四)发展了Level set方法并运用其研究了双层流体热毛细-浮力对流自由界面变形的特征及磁场等的影响规律。在热毛细对流的作用下,自由界面在热端凸起冷端凹陷;自由界面的变形率随Ma数和宽深比的增大而增大,随磁场强度和重力加速度的增大而逐渐减小。双层流体交界面与壁面的接触条件对交界面变形和流型结构具有很大影响。(五)采用剪切干涉法对矩形腔体内双层流体热毛细-浮力对流的温度场进行了试验显形,发展了代数重建算法对剪切干涉法获得的干涉图像进行了温度场的三维重建,重建结果与数值模拟结果吻合很好。(六)在高水平杂志发表相关论文30余篇,他引50余次,申请了两项发明专利,与企业合作研究两次。一些国际知名教授评论课题组的水力波对流不稳定的三维时空演化机制解决了他以前研究中出现的一些疑惑;美国著名教授Haj-Hariri阅读课题组的文章后对课题组的结果评论认为:“This is a very important physical phenonmon in the situation that is being considered in your paper if your conclusions can be observed by experiment to support your claims that the instability is associated with travelling waves”。而课题组的发现已经被一些实验研究初步验证。
[成果] 1600100180 江苏
TF1 应用技术 金属铸、锻加工 公布年份:2015
成果简介:增材制造(3D打印)是中国先进制造业战略发展规划中拟突破的关键核心技术,其发展目标是满足现代工业对复杂结构零部件低成本、短周期、净成形制造的国家重大需求;也是该省培育战略性新兴产业、提升科技创新对先进制造业支撑引领作用的重要技术载体。金属激光增材制造的发展历史仅有20余年,仍有三方面根本性技术瓶颈及科学问题尚未得以解决,包括:增材制造专用金属粉末材料设计制备基础(材料基础问题)、高能激光与金属粉体作用“球化”效应及工艺控制基础(工艺基础问题)、增材制造零件微观组织/宏观性能设计与调控基础(性能基础问题)。该项目组以选区激光熔化(SLM)精密增材制造技术为主线,围绕Cu基、Fe基、Ti基、Ni基等高性能金属零件,系统开展了基础和应用基础研究,取得如下创新性成果:面向材料基础问题:揭示了增材制造专用金属粉末合金化元素和微量添加元素成分及含量的设计依据及作用机理,发现了规则球形、适度微细化、高流动性是粉末物性三大基础性设计准则。提出了“气雾化/等离子雾化辅助高能球磨”复合工艺规模化制备多组元合金粉末的工艺调控方法,建立了专用金属粉末成分及物性测试表征规范及标准。上述成果形成了增材制造专用金属粉末设计制备科学理论体系,为增材制造提供了物质基础。面向工艺基础问题:提出了金属粉末SLM球化效应的定义、分类及形成机制,构建了熔体球化物理模型并揭示了球化效应与激光波长、激光作用温度、液相表面张力及粘度的定量关系。发现了熔体氧含量和激光能量密度是影响球化效应的两大本质因素,提出了球化效应的材料和工艺控制方法及其作用机理。上述成果对控制球化效应及冶金缺陷、实现激光精密净成形具有科学指导意义。面向性能基础问题:建立了非平衡Marangoni对流作用下激光熔池内气泡形核、生长及分布模型,发现了激光成形件孔隙率与粉体松装密度、激光成形温度及液相粘度的定量关系,提出了激光快速熔化/凝固条件下成形件致密化机制及内部冶金缺陷和显微组织调控方法。建立了基于“线能量密度”与“体能量密度”的激光增材制造工艺及质量立体控制关键技术及定量指标,实现了复杂结构金属零件宏/微跨尺度“控形”与“控性”。上述成果形成了激光增材制造金属零件结构-工艺-组织-性能一体化调控及评价的科学理论体系。该成果20篇代表作有18篇发表在影响因子2以上期刊,包括Int Mater Rev(6.552)、Appl Phys Lett(3.515)、Acta Mater(3.94)等高影响因子期刊。论著共被中、美、德、英、法、澳、比利时等国研究人员SCI他引372次,单篇最高他引56次;他引论文包括Chem Soc Rev(影响因子30.425)、Prog Mater Sci(25.87)等著名综述期刊论文;他引作者包括激光增材制造技术发明人Bourell教授、美国激光协会LIA主席Poprawe教授、澳洲技术科学与工程院院士Schaffer教授及多位ASME、LIA会士。授权国家发明专利2项。项目第一完成人在国际/国内学术会议担任大会主席、学术委员会委员及主旨/特邀报告人共计17次,获德国联邦教育与科研部(BMBF)绿色精英奖,由德国Springer出版激光增材制造英文专著1部。
[成果] 1700320424 河南
TG4 应用技术 [专用化学产品制造, 金属表面处理及热处理加工] 公布年份:2016
成果简介:传统钎料中镉的毒害严重性逐渐被认识,镉的禁用导致钎焊及其应用行业整体陷入技术困境。多年来国际钎焊界一直在探索去除钎料中镉的途径,但始终未能解决无害钎料成分设计、制造与应用过程中的大量科学、技术和工程难题。中国是钎焊应用世界第一大国,政府和行业多次将钎焊无害化列为重大科技计划的重点突破课题。该项目在国家和企业资金的支持下,历时15年协同攻关,研发26个系列216种无害钎料,攻克其制造技术难关,开发多种高效钎焊技术并推广应用,实现了传统重污染行业的清洁生产,有力助推了绿色制造,取得创新成果如下:首次构建了多元合金代镉设计方法,彻底解决了无镉钎料的成分设计难题。揭示了多种元素对钎料性能的单独和耦合作用机制,建立了镉当量、钎焊工艺性预测通用公式,发明了系列无镉钎料,全面取代含镉钎料,其中速流无镉银钎料铺展面积增加10%、高强韧无镉银钎料连接强度提高12%。创新钎料/钎剂定比复合方式,创制了锌基、铝基、银基、铜基系列减排型复合钎料,首创了无缝药芯钎料,实现了钎料/钎剂一体化。传统工艺中钎料和钎剂分离搭配使用,钎剂利用率不到20%,清洗残留钎剂排放大量污水。应用减排型复合钎料减排钎剂等有害物50%以上,解决了钎焊高排放难题。在国际上率先提出钎料的原位合成方法,突破了钎料性能极限。独创了表层覆锡钎料、金属颗粒芯钎料,在钎焊过程中不同合金接触反应、二次冶金原位生成速流或高强钎料,开辟了钎料制造新途径,解决了难成形高性能钎料的制造难题,首次实现了该类钎料的工业应用。系统揭示了钎焊物理过程、全面发掘了钎缝缺欠形成诱因,构筑能量流和物质流的传送新途径。开发出多项通用高效钎焊技术,同时实现了钎焊的低能耗、高效率和高可靠,破解了优质与高效的矛盾。开发的导磁体驱流/脉冲加热钎焊、复合热源钎焊等高效率钎焊技术,提高工效1倍以上,降低能耗超过30%;机械振动辅助钎焊、温度梯度控制钎焊等高效果钎焊技术,大幅度降低了钎缝缺欠、改善了钎焊效果,提高了可靠性。该项目获发明专利36件、发表学术论文93篇、编撰专著5本、起草国家标准5项。整体水平达国际先进,部分创新居国际领先,获中国机械工业科学技术奖一等奖2项、河南省科学技术进步奖一等奖2项、中国专利优秀奖2项。该项目突破了无害钎料设计、制造与应用全过程中的多项难关,满足了工业制造中的无害、高效钎焊需求。开发的无害钎料技术经济性优于国外相近产品,打破了国际技术壁垒,开发的高效钎焊技术支撑了热核聚变、载人航天等多项国家重大工程,并大量用于电机电气、电子信息、石油石化、机械制造、汽车、电力等关乎国计民生的21个行业中的2000多家单位,项目产品在国内市场占有率超过30%,近3年新增销售收入25亿元,助推上万亿产值的产业绿色转型,引领了行业技术进步。
[成果] 1600100592 江苏
TQ13 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2015
成果简介:所属领域:四氧化三钴是一种具有特殊结构和性能的功能材料,是制备锂离子电池正极材料钴酸锂的前驱体。四氧化三钴是制备锂离子电池正极材料钴酸锂的主要原料,是决定锂离子电池比能量、功率、寿命、成本,制约新能源技术发展和推广的核心材料。同时四氧化三钴制造技术也是影响战略金属钴高效、综合、循环利用的关键因素。受钴白合金处理技术、四氧化三钴生产工艺及装置等制约,中国锂电池级高活性球形四氧化三钴基本依赖进口。该公司通过自主研发高硅钴白合金加压浸出和高活性球形四氧化三钴绿色合成、低温煅烧技术,成功研发出锂电池级高活性球形四氧化三钴,突破了高比容量、长循环寿命、低成本、环保型锂离子电池正极材料的核心技术。该项目符合国家产业政策,属于鼓励发展的品种,符合国家重点支持的高新技术领域/新型高效能量转换与储存技术/新型动力电池(组)、高性能电池组(组)/锂离子动力电池(组)与相关产品;新型高容量、高功率电池与相关产品;动力电池高性价比关键材料。主要科技内容:高压水雾化技术处理钴白合金,制得-180目的合金粉末,满足浸出要求;浸出液萃取、提纯技术及萃取、过滤等专用设备开发;高活性球形四氧化三钴低温煅烧工艺及设备;控制球形氢氧化钴沉淀反应的装置及球形氢氧化钴洗涤装置的设计与制造技术;钴酸锂的生产方法;高硅钴白合金高压连续氧化酸浸技术;新型节能密闭电解槽与氯化钴电积新技术;氢氧化钴绿色合成技术,关键技术来源于该公司与南京航空航天大学合作研究成果。该项目多项创新来源于凯力克-南航新能源材料联合实验室,拥有全部自主知识产权,已累计申请14件国家专利,并已获得国家授权发明专利5件,授权实用新型专利8件,1件发明专利已申请并被受理。技术经济指标及推广应用情况:产品技术指标:达到并超过国际标准:Co(%)72.6-73.6,Fe(%)≤0.0050,Ca(%)≤0.0100,Mg(%)≤0.0100,Na(%)≤0.0500,Cu(%)≤0.0050,Pb(%)≤0.0050,Ni(%)≤0.0200,Mn(%)≤0.0100,Zn(%)≤0.0050,水分(%)≤0.10,磁性物(ppm)≤0.500,振实密度(g/cm<'3>)≥2.3,松装密度(g/cm<'3>)≥1.0,每吨产品电耗1300kWh。产品经济指标:公司近三年的产销量与销售金额:产销量4350吨、7695吨、9118吨;销售金额55898万元、84726万元、104593万元,产品销售毛利:12-15%。拥有良好的市场前景和经济效益。通过该项目,实现现有产品的技术升级,力争将国内市场占有率提高到30%以上,巩固企业国内市场第一的地位,做全球高端锂离子电池前驱体行业的龙头企业。推广应用情况:项目产业化后,将彻底改变四氧化三钴的滞后生产状况,促进四氧化三钴制造技术的全面升级,推动锂离子电池正极材料和锂离子电池产业结构调整和技术进步,带动新能源产业和能源、资源制造、利用技术的快速发展,极大提高中国锂离子电池正极材料及锂离子电池的制造水平,打破日韩企业对高端锂离子电池正极材料的垄断,全面提升中国锂离子电池正极材料及锂离子电池的整体竞争力。产品的实施能为地方提供新的就业机会,同时经过测算,该项目产品具有很强的盈利能力,项目实施后能增加地方税收,增强地方财政收入,促进地方经济发展。
[成果] 1600090326 湖北
TQ17 应用技术 搪瓷制品制造 公布年份:2015
成果简介:该项目属于制造业科学技术领域。金属陶瓷的红硬性、耐磨性和耐蚀性优于硬质合金,是制备工模具和耐磨零部件的理想材料。针对国防军工等行业对特殊性能工模具和耐磨零部件的迫切需求,该项目在课题组解决无钴金属陶瓷强韧性低的世界性技术难题的基础上,研究特殊性能金属陶瓷制备及应用关键技术,主要技术发明为:1.发明了金属陶瓷无磁化的多元合金化技术。在无钴金属陶瓷中引入适量钼、铬和钨,优化碳氮比,控制烧结工艺,使粘结相中钼、铬、钨含量超过其室温无磁性转变所需的临界值,且硬度89-92.5HRA、抗弯强度≥1950MPa,解决了金属陶瓷难以兼有无磁性和优异力学性能的难题。2.发明了功能梯度金属陶瓷表面硬化的高温等静压氮化技术。将高强韧性金属陶瓷进行高温等静压氮化,使表层与心部的元素具有化学位差,通过扩散使表面形成富细小陶瓷颗粒的硬化层,实现成分组织梯度过渡,表面硬度达1750HV,抗弯强度≥2250MPa,解决了金属陶瓷难以兼有优异耐磨性和强韧性的难题。3.发明了金属陶瓷与结构钢连接的钎焊技术。针对金属陶瓷与结构钢难以钎焊的难题,调整金属陶瓷成分,减小两者的热膨胀系数差异和导热系数差异,并在铜基钎料中引入适量镍、硅等元素,提高钎料对金属陶瓷的润湿性,优化钎焊工艺,实现了金属陶瓷与结构钢的高质量钎焊连接,接头剪切强度达268MPa。发明的无磁金属陶瓷力学性能指标达到国际领先水平,填补了国内外高性能无磁金属陶瓷的空白;发明的功能梯度金属陶瓷制备技术、金属陶瓷钎焊技术达到国际先进水平。开发的无磁金属陶瓷液氧密封动环已在西安航天动力研究所试用;无磁金属陶瓷模具适合磁粉成形,比进口硬质合金模具寿命高1-3倍;功能梯度金属陶瓷工模具用于重载荷强磨损工况条件,比普通金属陶瓷工模具寿命高1-3倍;开发的钎焊技术拓宽了金属陶瓷的应用范围。产品已在80余家企业推广应用;近3年新增产值2亿余元,创外汇520万美元。申请发明专利12项,8项已授权;发表论文115篇,被三大索引收录共109篇次,SCI他引154篇次。
[成果] 1600100145 江苏
TB3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:该项目研发了一种由天然纤维与聚氯乙烯(PVC)复合的低散发低烟密度天然纤维改性PVC绿色饰面复合板材,为功能性、环保型、高端装饰材料,具有质轻高强、抗静电、抑菌、阻燃、低成本、可循环利用、环境友好等特点。该项目是天然植物纤维大规模高效利用的一条重要途径,对推动PVC复合板材的技术进步,缩小与国际先进水平的差距,对减少木材消耗、节约森林资源、对农作物秸杆规模化利用、减少环境污染,对资源循环利用和可持续发展,对国内高端饰面板材的发展和扩大出口意义重大。项目技术成果来源于公司与南京航空航天大学的产学研合作成果、公司多项自主知识产权成果。项目研究开发了国际先进的木粉、秸杆等天然纤维预处理技术、低散发绿色制造技术、纳米改性树脂涂层技术等关键技术,形成了“具有抗静电和抑菌功能的碳纳米管/TiO<,2>改性UV树脂涂层”、“低散发低烟密度天然纤维改性PVC绿色饰面复合材料”两项科技成果,并通过省级鉴定,达国际先进水平,填补国内空白。在该项目研发过程中,申请专利12件,其中发明专利5件,授权2件;实用新型专利7件,授权7件。实现的主要技术指标如下:24小时吸水率<0.8%;最大烟密度<100;耐磨性能<2.6mm<'3>;静载荷下的残余压痕<0.06mm;耐光色牢度>大于6级;表面电阻率<1.52×108Ω;金黄色葡萄球菌杀菌率>99%;大肠埃希氏菌杀菌率>99.5%;抗霉菌率>95%;该项目产品可广泛用于室内地板、墙面饰面,尤其适用于机房、医院、学校、超市等公共场合。这种高端热塑性饰面板材其多功能、高品质、环保,项目产品正逐步取代传统的PVC板材,受到越来越多欢迎,预计2015年市场需求量将超过600万平方米,并将以每年12%的速度递增,市场前景十分广阔。该项目产品通过了欧洲REACH法规、ROHS指令、CE认证、UMAEKS认证、UL安全认证的检测,所检项目达到相关标准要求。项目产品经美国SHAW公司、法国TARKETT公司等国外知名企业应用,所制造的低散发低烟密度天然纤维改性PVC绿色饰面复合板材具有较高的抗静电、抑菌、阻燃等功能和炫目的装饰效果,绿色环保,主要性能达到国际先进水平,得到了客户的认可和欢迎。在已有研发成果的基础上,新研发了4个系列低散发低烟密度天然纤维改性PVC绿色饰面复合板材,2012年8月小批量生产、投放市场,赢得了市场认可。2012年11月开始加大批量生产、投放市场,取得了较好的经济效益:截止2015年3月份,累计实现销售收入35760万元,利税7180.6万元,创汇5108万美元。
[成果] 1600100177 江苏
TB5 应用技术 环境治理 公布年份:2015
成果简介:该项目属于环境保护技术类研究领域。对车辆噪声污染控制的关键技术问题-噪声源的确认及噪声的控制技术开展了深入研究,提出了识别和分离振动噪声源的多相关分析方法和盲源识别技术,并依此为理论依据,对消声理论公式进行了修正并进行了多场混合消声设计,提出了新的消声和隔声措施,并在车辆的设计过程中得到了应用,大幅降低了车辆噪声,为中国车辆噪声控制提供了关键技术支撑。1.提出了准确识别振动噪声源的多相关分析新方法,及其振动噪声辐射对响应的传递路径分析新技术,建立了多相关模型和平均化时延相关矩阵,提取了正交解相关矩阵。所提出的方法解决了基于声阵列技术的噪声源识别不能准确地确定振动噪声源及其对各个测量点贡献的问题,具有国际领先水平。2.提出了对识别出的振动噪声源进行盲分离的技术,建立了基于负熵的快速定点算法和二阶非平稳源盲分离算法。联合集合经验模式分解和最小均方算法,并结合小波包分解频谱比值法对虚假分量进行辨识,得到独立非相关的源信号,使虚假分量辨识率提高至100%。所提出和建立的技术方法达到国际先进和部分领先水平;3.根据识别出的振动噪声源,建立消声的理论修正公式,并进行多场混合消声设计与优化、消声和吸声结构的声学性能分析与改进、采取隔声措施等手段,控制和降低了振动噪声的传播,达到了国际先进水平,为车辆的振动噪声污染控制提供了先进的方法与技术。该项目将提出和建立的先进方法和技术应用到振动噪声污染严重的5类车型(重型卡车,建筑水泥泵车、工程挖掘机/装载机、正三轮摩托车、农田联合收割机)的振动噪声污染控制中,使这几类车辆噪声大幅降低。研究成果使车辆整体噪声优于国标(第Ⅲ阶段试行)3dB(A)、驾驶员耳旁噪声优于国标1.47dB(A)且敏感声域噪声幅值降低了1/3、消声器独立测量比普通消声器平均降低14.0dB(A)、在敏感频域声压值降低17dB(A),相关柴油发动机的振动噪声达到了国际优秀标准并出口到多个国家。该项目在常柴股份有限公司、无锡联合收割机有限公司、福田雷沃国际重工诸城车辆厂等多个企业成功推广,近3年在如上几种类型的车辆产品以及电动工具产品在优于国家标准、欧洲标准的情况下,取得国家生产许可和国外进口许可,从而取得新增利税15.3亿元人民币(按利税占产值比例平均20%计算,新增产值约76.5亿元人民币)、出口创汇26.5亿元人民币(按平均1:6.3的汇率计算,约4.21亿美元)的显著的经济效益。该项目主要研究人员参与制定了两个国家标准的:三轮汽车和低速货车加速行驶车外噪声限值及测量方法(中国Ⅲ阶段)(征求意见稿)、非道路移动机械噪声排放限值(Ⅰ、Ⅱ)(草案)。该项目在理论和技术研究上取得了一系列成绩:出版专著1部,发表相关研究论文61篇,该项目获得授权发明专利5项、实用新型专利和软件知识产权8项。该项目的研究成果为国家车辆噪声污染控制标准的全面实施、控制指标的进一步提高,从理论技术方法到工程实现探索出了一条可行的道路。
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