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精密鍛造成形（或稱閉塞擠壓成形）是一種新型精密塑性制造技術(shù)，它是當(dāng)今金屬制品制造先進技術(shù)之一。所開發(fā)的閉塞精密擠壓成形工藝技術(shù)不僅可以在制造過程中節(jié)材、節(jié)能，縮短產(chǎn)品制造周期， 降低生產(chǎn)成本， 而且可以獲得更好的材料組織結(jié)構(gòu)與性能，提高產(chǎn)品的安全性、可靠性和使用壽命。隨著我國汽車、摩托車、兵器、 航空及通用機械等重點產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，精密塑性加工技術(shù)將成為提高產(chǎn)品性能與質(zhì)量，提高市場競爭力，降低制造成本的關(guān)鍵技術(shù)。

波紋板廣泛地應(yīng)用在工業(yè)、日常生活的各領(lǐng)域之中，其主要目的是將金屬平板加工成具有一定規(guī)律的波浪形來增加機體的剛度、強度，特別是在燃燒領(lǐng)域，常常通過采用波紋板來增加面積，提高散熱效率。不同行業(yè)由于波紋板的形狀、尺寸和要求不同，其加工工藝不同，但都存在表面產(chǎn)生塑性壓痕或拉痕和成形后波紋節(jié)距精度不足，板料厚度不均勻的問題。本項目就是要設(shè)計一種通用的定位凸模可以上下浮動、左右滑動，定位凹模可以左右滑動，波紋節(jié)距在成形過程中可以隨時調(diào)節(jié)的成形裝置，以提高波紋板的表面質(zhì)量和尺寸精度。 技術(shù)指標(biāo)：得到波紋板指標(biāo)為:（1）定位凸模和定位凹模可以左右滑動，并依靠滾珠直線導(dǎo)軌導(dǎo)向，波紋節(jié)距變化可控制在0.01mm內(nèi)。（2）定位凹模和定位凸模為柔性結(jié)構(gòu)，減少或消除了成形過程中板料與凸、凹模的相對運動，減小了接觸阻力，成形壓痕可控制在0.05mm內(nèi)，極大提高了波紋板的表面質(zhì)量。（3）移動定位凹模和定位凸模還可以實現(xiàn)對波形的校正，波形尺寸可控制在0.05mm, 形狀精度可控制在0.03mm。 本裝置為一種通用的定位凸模可以上下浮動、左右滑動，定位凹模可以左右滑動，波紋節(jié)距在成形過程中可以隨時調(diào)節(jié)的成形裝置，為高效、高質(zhì)量地實現(xiàn)波紋板的生產(chǎn)提供了有效方法，避免了采用其他加工方法效率低、板面質(zhì)量差、成本高的缺陷，同時也可將該技術(shù)擴展到散熱片領(lǐng)域。

BCS系列通用板材成形性試驗機是一種專門用于鑒定和鑒別金屬板材常溫和高溫下塑性成形（沖壓）性能，試驗機滿足GB/T 15825-2008相關(guān)試驗標(biāo)準(zhǔn)。是控制板材軋制質(zhì)量、合理選用沖壓板材的得力工具，適用于普通鋼板、超高強鋼板、鋁合金、鈦合金、鋁鋰合金、鎂合金等難成形板材的成形性能試驗。可在常溫和加熱（最高達攝氏900度）狀態(tài)下完成以下板材成形性試驗：杯突(Erichsen)試驗、拉深(Swift)試驗、凸耳(Earing)試驗、錐杯(C.C.V)試驗、翻邊擴孔(K.W.I)試驗、剛模脹形試驗（如選購網(wǎng)格應(yīng)變測量系統(tǒng)GMASystem則可以方便的完成FLD試驗）、液壓脹形試驗（僅限常溫使用）。 該技術(shù)目前已經(jīng)推廣應(yīng)用于寶鋼、鞍鋼、攀鋼、航空材料院、鋼鐵研究院等10余家企業(yè)和科研院所，上海交大、東北大學(xué)、北科大等20余所高校，具有非常好的市場前景。 主要性能指標(biāo)：參數(shù)         型號BCS-30DBCS-50ABCS-100ABCS-50AR（熱環(huán)境）最大成形力 值300kN500kN1000kN500kN壓邊力可調(diào)范圍10-50kN（增壓后達200kN）10-50kN（增壓后達300kN）10-50kN（增壓后達400kN）10-50kN（增壓后達300kN）凸模上升速度調(diào)節(jié)范圍0-200mm/min0-200mm/min0-200mm/min0-200mm/min測量1.精度成形力P<±2%<±2%<±2%<±2%壓邊力Q<±5%<±5%<±5%<±5%位 移H±0.02mm（20mm內(nèi)）±0.02mm（20mm內(nèi)）±0.02mm（20mm內(nèi)）±0.02mm（20mm內(nèi)）水冷系統(tǒng)方 式---制冷自循環(huán)系統(tǒng)真空系統(tǒng)工作壓力---10-2Pa加熱系統(tǒng)溫控范圍---室溫~900°C BCS系列通用板材成形性試驗機經(jīng)過30多年的不斷完善與開發(fā)，目前已經(jīng)獲批和受理發(fā)明專利近10項，具有完全的知識產(chǎn)權(quán)。 

研究內(nèi)容： 1.通過汽車覆蓋件計算機模擬， 獲得成型過程的材料流動、 應(yīng)力、應(yīng)變分布等信息， 預(yù)測成型過程中可能出現(xiàn)的斷裂、 起皺、縮頸等； 2.從參數(shù)化 CAE、參數(shù)化 CAO、入手，將有限元分析有關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)化。 對前處理進行參數(shù)化包括：幾何模型的參數(shù)化；有限元網(wǎng)格劃分的參數(shù)； 約束邊界條件及載荷的參數(shù)化；材料性能的參數(shù)化等。對后處理進行參數(shù) 化，主要目的是幫助用戶從大量的分析數(shù)據(jù)

研究內(nèi)容： 該項目研究了 ME20M 鎂合金板料熱拉深成形；提出了適 合鎂合金板料熱成形的含非常應(yīng)變軟化因子的高溫流變應(yīng)力數(shù)學(xué)模型， 并 通 過 用 戶 子 程 序 二 次 開 發(fā) VUMAT 將 其 加 入 到 數(shù) 值 模 擬 軟 件 ABAQUSA/explicit 中去；通過金相組織實驗，在各種成形條件下熱拉深 筒形件斷面組織結(jié)構(gòu)， 得到不同成形工藝參數(shù)對鎂合金組織性能的影響結(jié) 果。

方矩形鋼管是用途極廣和最常見的異型鋼管，也是一種經(jīng)濟端面管材，與其相同截面積的其他非圓鋼管相比，具有重量輕，強度高，抗彎截面模量大，節(jié)省金屬，易于安裝等優(yōu)點，主要用于建筑、醫(yī)療器械、高檔家具、汽車、飛機、地鐵、造船等行業(yè)。  冷彎方矩形管的主要成型工藝有“圓變方”和“方變方”兩種，前者生產(chǎn)效率高，是將高頻圓形焊管經(jīng)過冷拔整形成為最后形狀。   隨著市場和技術(shù)發(fā)展的需求，北京科技大學(xué)機械學(xué)院在成功開發(fā)了“高精度冷拔精密鋼管”工藝與設(shè)備基礎(chǔ)上，又先后開發(fā)出滾模冷拔錐管、葫蘆形管、大口徑方管等復(fù)雜斷面管材以及多通管液壓脹形等新工藝。我們利用大型仿真軟件對大口徑方管的冷拔過程進行了各種工藝參數(shù)下的模擬。開發(fā)成功650X650以下，最大壁厚25mm的方矩形管成形新工藝與設(shè)備。 冷彎型鋼在國外建筑業(yè)中用途非常廣泛，被用作屋架、檁條、桁架、剛架、墻架、龍骨、屋面板、墻板、樓板、門窗乃至容器、管道、圍堰、鋼板樁、防波堤等。近年來，冷彎型鋼組合而成的網(wǎng)殼、貨架、單層和多層房屋也得到了很快的發(fā)展。在發(fā)達國家，建筑業(yè)是冷彎型鋼的第一大用戶，冷彎型鋼占鋼材總量的5％，建筑業(yè)用冷彎型鋼占冷彎型鋼總量70％以上，冷彎型鋼產(chǎn)品應(yīng)用于建筑業(yè)的主要是結(jié)構(gòu)用冷彎方矩形管和建筑用結(jié)構(gòu)冷彎型鋼。從結(jié)構(gòu)力學(xué)和經(jīng)濟角度，冷彎型鋼和H型鋼結(jié)合應(yīng)用于建筑業(yè)是最佳組合，可以實現(xiàn)工業(yè)廠房和民用住宅建設(shè)工廠化。

該項目屬于粉末冶金學(xué)科。高性能特種材料具有其他材料不具備的特殊性能，在高技術(shù)領(lǐng)域中具有不可取代的關(guān)鍵作用。然而，這類材料往往硬度高、脆性大，難以采用傳統(tǒng)技術(shù)加工制備，成為許多國防和民用高技術(shù)裝備發(fā)展的瓶頸。為此，項目基于粉體流變成形原理，研發(fā)了難加工材料的近終形制造新技術(shù)，廣泛應(yīng)用于國防和民用高技術(shù)領(lǐng)域。

新金屬材料國家重點實驗室噴射成形技術(shù)研究室現(xiàn)有副教授以上研究人員4人，其中教育部長江學(xué)者獎勵計劃特聘教授1人，留學(xué)回國人員3人，長期從事噴射成形及其它材料制備成形技術(shù)和新材料的研究開發(fā)，在相關(guān)理論和應(yīng)用研究方面取得了一定的成果，積累了豐富的經(jīng)驗。已經(jīng)發(fā)表相關(guān)論文100余篇，申請國家發(fā)明專利3項。 噴射成形是一項21世紀(jì)新材料開發(fā)和傳統(tǒng)材料性能提升的先進制備技術(shù)，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟和國防建設(shè)的各個領(lǐng)域。 噴射成形高性能鋁合金研究與應(yīng)用： (1)高硅鋁合金：具有良好的綜合力學(xué)性能以及高溫耐磨性能，廣泛應(yīng)用于汽車、機械和電子工業(yè)。 (2)超高強度高韌性鋁合金：室溫抗拉強度達到850MPa以上，同時具有良好的塑韌性和抗應(yīng)力腐蝕能力，在航空航天工業(yè)、核工業(yè)、交通運輸工業(yè)等領(lǐng)域有重要作用。 噴射成形電子材料研究與應(yīng)用： (1)Cu-Cr電觸頭材料：合金中Cr相顆粒的尺寸明顯細化，觸點的開關(guān)性能明顯提高，使其成為高性能大容量真空開關(guān)的優(yōu)良材料。 (2)輕質(zhì)Si-Al封裝材料：具有低密度、高導(dǎo)熱率和與半導(dǎo)體材料相近的熱膨脹系數(shù)，是理想的新型電子封裝材料，尤其適用于航空航天等需要輕質(zhì)低膨脹封裝材料的應(yīng)用領(lǐng)域。 新型高溫（>1200℃）抗氧化耐磨材料研究與應(yīng)用： 在高溫磨損條件下可以保持良好的抗氧化性能，廣泛適用于高溫加熱爐等應(yīng)用領(lǐng)域。

在傳統(tǒng)的半固態(tài)鋁合金觸變成形技術(shù)中，電磁攪拌和電磁感應(yīng)重熔加熱的功率較大、效率很低、能耗很高，半固態(tài)坯料的液相分數(shù)不能太高，成形非常復(fù)雜零件毛坯時遇到困難，而且坯料的鋸屑、坯料重熔加熱時的流失金屬、澆注系統(tǒng)和廢品不能馬上回用，增加了觸變成形的生產(chǎn)成本。因此，如何進一步降低生產(chǎn)成本成為當(dāng)今半固態(tài)鋁合金成形技術(shù)應(yīng)用的最重要的主題。 在國家九五、十五和十一五“863”高技術(shù)發(fā)展計劃的支持下，我校研制開發(fā)的先進鋁合金半固態(tài)流變成形技術(shù)已經(jīng)成熟，成功地流變成形了汽車零件，如圖1所示。與一般半固態(tài)鋁合金觸變成形相比，該半固態(tài)鋁合金流變成形的生產(chǎn)工藝流程大大縮短，設(shè)備投資也將大幅度減少，半固態(tài)流變成形零件的生產(chǎn)成本將會明顯降低。目前，該項目已經(jīng)通過國家“863”計劃組織的專家委員會的驗收。 由于半固態(tài)鋁合金流變成形不易發(fā)生噴濺、裹氣少、凝固收縮小，流變成形的零件毛坯致密，能夠熱處理強化，因此采用本半固態(tài)流變成形技術(shù)成型的鋁合金零件的力學(xué)性能遠遠超過鋁合金壓鑄件的力學(xué)性能，滿足國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。而且，流變成形的零件毛坯不存在宏觀偏析，力學(xué)性能更均勻；可以實現(xiàn)近終化成形，大為減少機加工量，降低加工成本；易于實現(xiàn)機械化或自動化操作，生產(chǎn)效率高；減輕了模具的熱沖擊，提高了模具的壽命。該技術(shù)具有電磁攪拌和均熱能耗低，漿料表面氧化程度輕，輸送方便，漿料的固相分數(shù)可以靈活控制，便于成形各種復(fù)雜零件，而且半固態(tài)鋁合金漿料流變成形后的澆注系統(tǒng)、廢品將直接在本車間回用，降低原料成本。與傳統(tǒng)的半固態(tài)鋁合金觸變成形相比，半固態(tài)鋁合金流變成形的生產(chǎn)工藝流程大大縮短，設(shè)備投資也將大幅度減少，半固態(tài)流變成形零件的生產(chǎn)成本將會明顯降低。 該技術(shù)以北京科技大學(xué)擁有的中國發(fā)明專利00 1 09540.4為支撐，具有原創(chuàng)性及完全的知識產(chǎn)權(quán)。 目前，鋁合金半固態(tài)流變成形應(yīng)用主要集中在汽車零件和耐壓閥體等零件，如汽車制動總泵殼、油道、輪轂等，也可以應(yīng)用于其他要求較高的零件毛坯，如航空、航天、摩托車和電子行業(yè)的鋁合金零件等。鋁合金半固態(tài)流變成形零件毛坯不但具有優(yōu)良的力學(xué)性能。