智库专家解决特种材料近终形制造“卡脖子”技术拦路虎

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高性能特种材料在高技术领域中具有不可替代的关键作用。但是,由于难以采用传统加工技术制备成复杂形状制品,因此急需研发特种材料复杂零件的近终形制造技术。


在这种困境中,广东产业创新智库专家,北京科技大学曲选辉院长带领相关单位强强联合,针对国防装备、汽车、智能电子产品等领域的需要,开展了金属钨、软磁合金等特种粉体材料注射成形的研究,突破了近球形微细粉末制备、精确成形、强化烧结与组织性能调控等关键技术,实现了此类材料制品的高性能近终形制造,相关技术成果达到国际领先水平以及使用性能达到国际最好水平。


具体技术为:

1、发明了适合注射成形的近球形微细特种粉体制备和改性新技术。创立了溶液燃烧合成难熔金属和非氧化物陶瓷粉体反应体系和工艺,率先开展了等离子球化窄粒径分布难熔金属粉体改性新技术研究,制备出高分散近球形微细氮化铝、金属钨等特种粉体,填补了国内外空白。

 

2、发明了适合不同材料的多种粘结剂体系及成形和高效脱脂工艺。建立了基于聚合物功能基团的多组元粘结剂设计原理,首次将两相流理论和混沌理论应用于粉末注射成形充模过程的研究,解决了坯体的成形、保形、残碳、增氧、缺陷控制等难题。

 

3、发明了多孔脱脂坯强化烧结致密化和组织性能精确调控技术。基于细晶强化、结构活化等原理,建立了金属钨和金属软磁强化烧结新工艺;综合利用液相烧结和残碳“脱氧”原理,解决了氮化铝高致密化、晶界相控制和晶格净化等难题。高致密度金属钨的抗电子轰击性能提高了2 个数量级;金属 -1 -1 软磁的磁导率提高了3-5 倍;氮化铝的热导率高达248W·m·K 。

 

4、发明了磁场注射成形机、高效脱脂炉和节能烧结炉等关键装备,建立了基于机器视觉的产品尺寸、外观质量在线检测,工业机器人动态抓取、装配和分拣软硬件系统,实现全自动化生产,效率提高6 倍以上,产品尺寸精度≤0.2%。

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除了科研成果,项目累计建设了54条生产线,经济和社会效益显著。最终,在多种相关技术与项目的推动下,许多产品突破了国外技术封锁,在多项国防建设与研发中实现重大突破,不再受国外势力制约。