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【研究室总体介绍】

    新材料制备与加工研究室有教授(博士生导师)2人、副研究员(硕士生导师)3人、讲师/工程师3人。研究室近年来承担和完成国家973计划项目、国家863计划项目、国家科技支撑计划项目、国家杰出青年科学基金项目以及企业横向协作项目等课题50多项。

    研究室主要以各种脆性难加工金属材料、高性能特殊钢、先进层状复合材料、形状记忆合金、高强高导铜合金、先进铝合金等为对象,研究各种新材料成分-组织-工艺-性能之间的关系,采用材料组织性能与制备加工工艺一体化设计方法,发展高技术新材料,开发可对组织性能进行全过程精确控制的先进短流程、近终形、高效率、低成本制备加工新技术、新工艺及其关键装备。

    研究室共发表学术论文300余篇,被SCI、EI、ISTP收录200余篇次;正式出版专著5部、译著1部、教材1部。申请或获授权国家发明专利80余项;获国际学术奖励2项,国家技术发明二等奖1项、科技进步二等奖2项,省部级科技奖励一等奖8项(发明奖3项,科技进步奖5项)。有12名研究生的学位论文获“校优秀学位论文”。铜铝复合材料连铸直接成形、高强高导线材、精密管材短流程高效制备加工等20项技术已转让到15家企业进行产业化或中试开发。

【研究室成员介绍】

谢建新 张志豪 刘新华 黄海友
姜雁斌 付华栋 张  颖

谢建新  教授,博士生导师,中国工程院院士、国家973计划项目首席科学家、教育部长江学者奖励计划特聘教授、国家杰出青年基金获得者

张志豪  副研究员,硕士生导师

刘新华  研究员,博士生导师

黄海友  副研究员,硕士生导师

姜雁斌  副研究员

付华栋  讲师

张  颖  工程师

【研究室主要研究方向】

1、科学基础型

  • 1)金属材料塑性变形基础理论
  • 2)金属控制凝固与控制成形科学基础
  • 3)难加工金属材料韧化增塑新原理新方法
  • 4)材料先进短流程、近终形制备加工技术
  • 5)材料智能化制备加工基础理论
  • 6)新型智能功能材料的开发与应用基础
  • 7)莲藕状多孔金属新材料研究

2、工程应用型

  • 1)大型铝型材挤压技术
  • 2)铜铝复合材料制备新技术新工艺
  • 3)铜及铜合金管材高效制备加工新技术
  • 4)高硅电工钢制备加工技术
  • 5)高性能超细丝/管材制备与成形加工技术
  • 6)大块非晶精密微成形技术开发与应用

【研究室主要研究内容及科研成果】

1、高性能钎具特钢生产技术与产品开发

    该项目通过成分优化与精确控制,在国内首先实现40SiMnCrNiMoA钎钢的批量生产,性能达到国际先进水平;开发了厚壁、小孔径钎钢管坯离心浇注成形技术和关键装备,显著提高了管坯生产效率和成材率;开发了采用离心铸造管坯热装芯棒直接轧制新工艺,显著简化流程,节约能耗,提高生产效率;开发了高性能中空钎杆高效挤压生产新工艺,发明了包芯挤压新技术。形成年产钎具特钢3万吨、钎具800万件的产量,规模用户达100家以上,市场占有率达30%。与瑞典阿特拉斯集团建立了开发-生产-销售全面合作关系,产品在欧美大规模销售。研究成果获2007年度国家科技进步二等奖。

2、大型铝合金型材挤压成套工模具设计制造技术与应用

    以解决高铁、大飞机、舰船、国防等高技术领域对大型、特种铝合金型材的急需为目标,重点突破了大型铝型材挤压技术的两大技术难题:大型成套工模具的设计、制造与使用技术,大型、特种型材挤压生产工艺技术。建立了大型扁挤压筒的强度理论,开发了优化设计方法、设计软件与制造技术、使用技术;研究开发了大断面复杂型材挤压分流组合模的优化设计方法与软件,显著提高了挤压工模具设计水平和加工制造质量,达到国际先进水平。解决了我国自主发展高铁技术对高性能铝合金关键材料的急需、国防军工建设对大型异型无缝空心型材的急需,打破了国外的技术与产品封锁,推动了我国铝型材生产技术的进步,取得了良好的经济社会效益。研究成果获2011年度国家科技进步二等奖。

3、铜包铝复合材料连铸直接成形技术与应用研究

    在国家自然基金、杰出青年基金、国家863计划、北京市科技计划等项目支持下,发明了高性能铜包铝材料连铸直接复合及加工成形短流程技术,研制了连铸成形关键设备,突破了双金属复合材料连铸过程精确控制、成形加工协调变形控制等关键技术,开发出高性能铜包铝电力扁排、铜包铝扁线和圆线等产品,实现节铜70%以上。该技术具有生产效率高、环境负荷低和成本低、可生产大断面和异型断面铜包铝复合材料等特点。该研究申请/获授权国家发明专利22项,转让多家企业实施,已建成年产千吨、三千吨、五千吨级铜包铝复合材料生产线3条,年产2万吨生产线将于2015年上半年投产,经济和社会效益显著。研究成果获2014年度国家技术发明二等奖(通过终评)、教育部技术发明一等奖(2010年度)、第三届北京市发明专利奖一等奖等(2013年度)。

4、铝合金等温挤压关键技术与装备的开发和应用

    以提高高附加值工业铝材的综合性能和铝合金型材挤压提高挤压生产效率、降低生产成本为目标,发明了多喷水环坯料快速梯温水冷等温挤压、挤压工艺参数综合优化等温挤压、挤压型材温度-速度在线模糊控制等多种等温挤压技术,自主研究开发了模具在线液氮冷却系统,实现了将坯料梯温水冷系统、模具在线液氮冷却系统与模孔出口型材温度-挤压速度闭环控制系统集成于一体的三重闭环耦合实时控制系统。通过该项技术与装备的实施,可使铝型材产品组织性能均匀性和挤压速度大幅提升、挤压工序成本大幅下降。研究成果获2012年度中国有色金属工业科学技术一等奖。

5、铜及铜合金管材短流程高效制备与加工新技术

    发明了铜及铜合金管材热冷组合铸型(HCCM)水平连铸技术,研制了连铸设备原型,实现了纯铜、白铜和黄铜合金管材的HCCM水平连铸成形,连铸速度接近冷型水平连铸,生产效率较高。HCCM水平连铸铜及铜合金管材组织致密,表面质量优良,无需任何预处理,可直接用于冷加工成形。连铸管材具有强轴向取向柱状晶组织,具有优异的轴向延伸变形性能,无中间退火的累积冷加工量达99%以上。利用这些特点,开发了铜及铜合管材短流程高效生产工艺:“HCCM水平连铸管坯→冷轧→盘拔→成品退火”,与传统“铸挤轧拉”工艺相比,可显著缩短工艺流程,大幅度提高成材率,有利于节能降耗、降低生产成本。

6、智能化无模拉拔成形技术及成套设备

    针对难加工金属线材制备加工工序繁杂、成材率低、生产成本高、产品质量和性能的一致性和稳定性难以满足使用要求等问题,采用无模拉拔成形技术解决线材加工过程道次变形量小、拉拔加工困难等问题;开发了高低温端共存工件尺寸在线测量机器视觉系统,提出了帧间错位对比变形量测量方法,实现了无模拉拔变形区位置的精确识别和轮廓曲线的精确测量;综合运用变形区全局监测技术和智能化控制技术,研制了智能化无模拉拔成形设备。该研究专利技术已转让昆明贵研铂业股份有限公司,用于解决难加工稀贵金属线材加工困难、道次变形小、成材率和加工成本高等问题。

7、脆性难加工材料的控制凝固与控制成形

    以发展Fe-6.5Si合金、Fe-Ga合金等特种高性能脆性难加工材料的高质量、高效制备加工技术,满足国民经济建设和高新技术发展的需求为目标,通过重点研究脆性难加工材料的韧脆转变机理、微结构对合金本征脆性的影响机理与规律,以及凝固、成形加工与热处理过程中合金的增塑增韧方法与机理,提出了脆性难加工金属材料控制凝固与控制成形的新原理与新方法,开发了典型脆性难加工高性能金属材料高效制备加工的工业化技术原型,实验室与工业中试研究取得重要进展。该研究依托国家973计划项目支持,近年来在Materials Letters,Material Science and Engineering A,Intermetallics等期刊上发表学术论文30余篇。

【研究室承担科研項目】

  • 1、国家级科技项目:高性能金属材料控制凝固与控制成形的基础研究,国家973计划项目(首席);
  • 2、国家级科技项目:材料短流程制备与成形加工的科学技术基础,国家973计划项目(首席);
  • 3、国家级科技项目:高性能铜材短流程生产组织控制关键技术,国家科技支撑计划项目;
  • 4、国家级科技项目:高性能金属材料控制凝固短流程制备加工技术,国家863创新团队项目;
  • 5、国家级科技项目:高性能铜包铝导体材料产业化关键技术开发与生产应用,国家863计划项目;
  • 6、国家级科技项目:高品质超薄超宽铝合金构件制备技术开发,国家863计划项目;
  • 7、国家级科技项目:层压嵌入式铝钢复合带材关键技术研究,国家863计划项目;
  • 8、国家级科技项目:材料智能化近终成形加工技术的若干基础研究问题,国家自然科学基金重点项目;
  • 9、国家级科技项目:藕状多孔金属变形行为及机制,国家自然科学基金项目;
  • 10、国家级科技项目:连续柱状晶组织Cu-12Al合金的塑性变形行为和机理,国家自然科学基金项目;
  • 11、国家级科技项目:金包铜复合微似制备与加工过程中组织与缺陷的演变规律,国家自然科学基金项目;
  • 12、省部级科技项目:100mm以上大规格铜包铝电力扁排中试技术研究,北京市科技计划项目;
  • 13、省部级科技项目:高性能、低成本铜包铝复合材料短流程制备技术的开发与产业化,山东省自主创新成果转化重大专项;
  • 14、省部级科技项目:高性能铜包铝电力母排高效制备技术的开发及产业化,江苏省科技成果转化重大专项;
  • 15、省部级科技项目:短流程大盘重精密铜合金管的研发与产业化,江苏省科技成果转化重大专项;
  • 16、省部级科技项目:铝合金型材等温快速挤压技术与应用,广东省重大科技专项;
  • 17、省部级科技项目:信号传输用铜包铝线材高效制备技术的开发,北京市科技计划项目;
  • 18、校企合作项目:信号和电力传输用铜包铝复合导体材料高效制备技术的开发;
  • 19、校企合作项目:铜包铝复合材料一次铸造连续成形设备与工艺(专利);
  • 20、校企合作项目:铜包铝复合材料连铸直接成形设备与工艺(专利实施许可);
  • 21、校企合作项目:高性能铜包铝复合扁线及其生产工艺(专利);
  • 22、校企合作项目:贵金属包覆材料连续铸造直接复合成形设备与工艺技术(专利);
  • 23、校企合作项目:智能化无模拉拔成形设备及其工艺(专利);
  • 24、校企合作项目:一种制备无氧铜超细丝材工艺(专利);
  • 25、校企合作项目:B10铜合金薄壁管材冷-热复合型连铸成形技术开发(专利);
  • 26、校企合作项目:高精电子压延铜箔制备工艺开发(专利);
  • 27、校企合作项目:铜包铝复合扁线生产工艺与关键装备(专利);
  • 28、校企合作项目:高性能铜合金管材短流程成形技术开发。

【毕业生就业情况】

  • 1)张文泉、冯光宏、李静媛等8人在北京工业大学、钢铁研究总院、北京科技大学等科研院所获得正教授职位;
  • 2)刘彬彬、黄东男、毛浩恩等16人在湖南大学、内蒙古工业大学、河北科技大学等科研院所获得副教授或讲师职位;
  • 3)毕重武、何勇、王超等44人在中国银行、中国印钞造币总公司、宝钢等国有大中型企业从事科研、管理工作;
  • 4)申晓晓、王文平、王祯等8人在航天一院、航天五院、北京航空材料研究院等军工单位从事科研、生产工作;
  • 5)徐华阳、雷宇、张小军等8人在富士康、金龙精密铜管集团、无锡银邦铝业有限公司等外企或大型民企工作;
  • 6)刘慧男、苏顺、李卫东等6人出国深造并在University of California, Riverside、Corning Incorporated等单位工作;
  • 7)陈宏生、鲁岩娜等在国家科技部、国家知识产权局等政府部门工作。

【研究室团队建設】

1、研究室自行研制开发的实验设备

2、先进分析表征设备

3、良好的学习、交流环境

4、实验室学术文化活动

 
 
北京科技大学新材料技术研究院   地址:北京市海淀区学院路30号   邮编:100083 返回学校首页