中科院沈阳分院系统转移转化示范项目征集表
(项目要求:项目成熟、可广泛推广、适合在辽宁地区转移转化)
项目单位 项目名称
中国科学院金属研究所 可视化热加工技术
项目负责人 联系方式 Email
办公 手机
李殿中 23971973 dzli@imr.ac.cn
典型案例
中科院金属所材料加工模拟部面向国家经济发展与重大工程的战略需求,对传统的金属材料热加工技术进行了系统化创新与发展,将先进的计算机模拟仿真技术与实时观测相结合,建立了创新的可视化铸锻技术,通过实验室模拟仿真和等比例中试件的X射线实时观察,可直接透视铸锻件缺陷产生过程,从而提供最佳工艺方案,指导企业生产优质铸锻件,实现了铸锻件制备的纯净化、均质化、致密化和终形化.形成多项具有自主知识产权的研究成果并在行业领域应用.
大型船用曲轴关键制造技术
我国是造船大国,但10万-30万吨船舶装备的大型柴油机曲轴却长期依赖进口,使我国一直呈现"船等机,机等轴"的被动局面,严重制约了我国造船业的发展.为攻克这一瓶颈问题,中科院金属研究所于2004年起与上海重型机器厂合作开展船用曲轴锻件的研发工作,研制成功60机和90机曲轴锻件.2006年起在辽宁省曲轴重大专项和国家"十一五"科技支撑计划的支持下,联合鞍钢重机、大连重工开发整套曲轴产品的制造工艺,金属所承担了材料研究、锻造模具和工艺设计、模拟仿真和组织性能检测与表征等工作,突破了弯锻成形、材料成分和组织性能控制以及红套组装等关键技术:1) 建立了S34MnV钢的高温本构模型,预测了曲拐弯锻成形的各种锻造缺陷,提出反变形法优化设计预制坯,研究了模具关键尺寸对成形质量的影响;2) 建立了S34MnV的高温经验物理冶金模型,模拟了曲拐弯锻和热处理过程的组织演化,预测了锻件的最终组织和力学性能,试制并解剖分析了38吨重的曲拐锻件,总结了影响锻件综合性能的微观组织因素;3) 提出了曲轴红套过盈量的设计公式,建立了红套有限元模型并对整轴红套过程进行了仿真模拟,优化了加热制度,预报了整轴红套变形并提出了相应的解决方案.
目前船用曲轴研究成果已申报相关专利12项,授权9项,发表相关论文5篇,形成工艺图纸百余套,技术报告十余份,培养博士1名.协助上海重型、鞍钢重机等企业获得2家国际柴油机专利公司和9家船级社许可,目前已实现产业化.此外,技术还推广到大连重工、威海锻压厂、常熟凯士达、成都合盛永佳特钢等企业.曲轴研究成果对于打破国外技术垄断,解决长期困扰我国造船业发展的瓶颈问题具有重要的意义.
在国家科技部的支持下,金属所建设了可视化铸锻国家技术转移示范机构,立足骨干企业的关键技术开发,并通过培训和举办会议等方式,辐射和引导企业应用可视化技术,取得了可喜的成果.目前该项技术已在大型铸钢支撑辊、船用曲轴、三峡水轮机组、核电压力容器、空心钢锭、压缩机缸体、喷泵叶轮、燃机机匣、燃机叶片、高速铁路道岔、转向架等关键件的开发中发挥了显著作用.研究成果引领和支撑中国一重、中国二重、上海重型、大连重工、鞍钢重机、沈阳重型、中铁山桥、沈阳鼓风集团、沈阳机床集团公司、沈阳黎明发动机公司、沈阳铁路局等多家企业突破了铸锻件制造的技术瓶颈,提高了规模化铸锻件的合格率和材料利用率,最终实现了节能降耗,取得了重大的经济效益和社会效益.以船用曲轴为例,上海重型采用金属所设计的曲拐弯锻技术后,新增产值6.2亿元;大重和鞍重采用金属所开发的三峡水轮机转轮不锈钢铸件热加工技术后,分别新增产值1.42亿和1.12亿元;规模铸锻件工艺优化技术推广后,一重钢锭生产效率提高12%,年节支900万;沈鼓缸体、缸盖等铸件合格率提高30%,材料利用率提高34%;黎明高温合金锭材料利用率提高5%,新增产值3444万元.金属所已成为各大重型企业的首选合作伙伴,为重型企业发展提供了有力的技术支撑,为金属热加工技术的发展做出了突出贡献.
典型合作企业名单(不限区域) 辽宁地区希望合作企业名单
中国一重、中国二重、上海电气、宁夏共享、太原重工、山东通裕、内蒙古北方重工、长春客车、中铝、莱钢 鞍钢重机、大连重工、福鞍铸业、沈阳重型、沈阳机床、沈阳鼓风机、沈阳黎明发动机