专栏5 15项标志性基础制造工艺
01 定向凝固铸造技术
研究定向凝固工艺,目标产品是大功率重型燃气轮机用定向结晶高温合金叶片,叶片尺寸≥350mm。
02 热风长炉龄冲天炉及其熔炼工艺技术
研究开发生产率在15~50t/h系列外热风、水冷长炉龄(12周以上)热风冲天炉及其熔炼工艺,使铸铁件生产过程高效、连续、质量稳定、节能降耗。
03 高紧实度粘土砂自动造型技术
开发100型/h以上,型砂密度1.6以上,设备故障率≤3%的湿砂有箱自动造型技术,满足提高铸造机械化、自动化的需求。
04 板材管材精密成形技术
开发板材成形模具智能化CAD/CAE系统,成形材料扩展到钛合金、高温合金、轻合金、高强钢等;目标产品:汽车车身覆盖件。开发管材成形技术,管材内高压600Mpa,材料抗拉强度780 Mpa,直径与厚度比达到180,壁厚少于2mm;目标产品:排气管、重载卡车后桥桥壳。开发大口径厚壁无缝钢管成形工艺,目标产品:超临界、超超临界火电、第三代核电用的耐高压大口径厚壁无缝钢管。
05 冷/温精密成形技术
开发冷温精确成形机理与新成形方法,长寿命模具技术。实现冷/温精确成形锻件占模锻件总量的10~12%,目标产品:轿车等速万向节、变速箱齿轮等。
06 大型复杂结构件精密体积成形技术
开发超大型钢锭材料成分纯净度与组织控制技术,大锻件内部缺陷形成机制与控制技术,大锻件模拟技术。提高材料利用率5~10%,降低能源消耗10~15%,目标产品:航空航天发动机涡轮盘。
07 热精锻成形技术
开发精密制坯技术、自动润滑技术、生产线自动化技术。材料消耗平均降低3~5%,热模锻件公差13级,平均能耗降低10%,目标产品:汽车前后桥锻件、螺杆锻件。
08 激光及激光电弧复合焊接技术
掌握激光及激光电弧复合焊接技术,目标产品:200mm以上厚钢板焊接,焊接尺度在100μm量级,空间分辨率在几十微米尺度的微连接。
09 搅拌摩擦焊技术
建立0.3~50mm厚度范围内轻合金材料搅拌摩擦焊性能数据库、工艺规范和技术标准, 目标产品:大厚度铝合金结构件、航空发动机整体叶盘。
10 化学热处理催渗技术
开发化学热处理(渗氮、渗碳)催渗技术工艺规范和技术标准,控制软件、催渗剂,保证0.3mm以上至2.0mm以下渗碳层的热处理节能30%以上。
11 精密可控热处理技术
开发精密可控热处理技术、渗碳和渗氮控制软件、远程控制和远程故障诊断技术,使齿轮和轴承等内在质量和表面性能高、无变形和脱皮。
12 铝、镁合金、钛合金件表面处理与强化技术
开发铝、镁合金微弧氧化工艺技术,使铝、镁合金制品表面氧化膜层大于300μm,显微硬度超过3000HV,绝缘电阻大于100MΩ,耐磨损、耐腐蚀、绝缘性能有较大改善。开发钛合金化学镀镍渗铝工艺技术,使650℃耐高温钛合金制品经化学镀镍(层厚20μm)后,大幅度提高抗氧化性能。
13 纳米颗粒复合电刷镀技术
开发电刷镀NI-SiC复合镀层技术,修复磨损失效的零件,改善零件表面性能,大幅度提高零件硬度。
14 超精密加工技术
开发微量切削机理、精密测量技术和误差补偿技术,目标产品是芯片、磁盘、光盘、磁鼓、制导用激光反射镜、导航用陀螺仪、卫星姿态控制用半球体以及多种球面和非球面微光学元件等精密关键零件。
15 低温与微量润滑切削技术
开发微量润滑系统及低温微量润滑复合系统,针对不同工件材料及切削工艺提供微量润滑和低温微量润滑条件下的刀具匹配方案,优化切削参数,建立相应的切削规范和切削数据库,实现高速切削的绿色化。
(三)基础材料
以经济可承受性为主旨,重点发展关键基础零部件所需的高品质结构材料和工艺材料。
1. 结构材料
——高性能结构钢。高速铁路列车用轴承钢、汽车用轴承钢、耐冲击载荷高淬透性高碳铬轴承钢、中碳轴承钢、下贝氏体淬火高碳铬轴承钢、准高温轴承钢、抗磨粒磨损轴承钢;汽车变速箱齿轮和汽车后桥齿轮用合金渗碳钢、飞机及坦克发动机齿轮用合金渗碳钢,高强度紧固件用合金钢和调质钢,高应力弹簧钢,高性能链条专用钢,机床滚珠丝杠和直线导轨专用钢。
——高温合金。涡轮叶片、涡轮盘等用高温合金。
——高压精密液压铸件用铸铁。
——密封材料。高抗水解聚醚聚氨酯密封材料,高性能柔性石墨材料,高温和低温弹性等密封材料,高性能无石棉密封材料,高强度细颗粒机械密封用碳石墨材料。
——绝缘材料。F、H级亚胺薄膜,特高压绝缘材料。
——复合材料。碳纤维复合材料,新能源汽车动力用大功率锂电池材料,聚甲醛合金材料,液压泵用双金属烧结材料,纳米复合材料。
——仪表功能材料。测温材料、敏感材料。
2. 工艺材料
——模具钢。中厚预硬模具钢,高耐蚀耐磨镜面塑模钢,高韧高耐磨冷作模具钢,大型轻质合金压铸模具钢,高性能粉末冶金模具钢。
——新型焊接材料。高强高韧焊接材料,耐热、耐蚀、耐辐照、耐磨及耐低温焊接材料,无毒绿色钎焊材料及焊剂。
——超硬刀具材料。金刚石(PCD)、立方氮化硼(PCBN)、硬质合金(YG、YT、YW)。
——工艺耗材。环境友好型涂料和润滑剂。
根据以上发展重点,提出“十二五”期间基础材料重点发展方向(见附表3),从中选择12种标志性基础材料作为开发的重点。
专栏6 12种标志性基础材料
01 高性能轴承钢
汽车、风电、铁路车辆轴承用高碳铬轴承钢(GCr15、GCr18Mo)、渗碳轴承钢(G20Cr2Ni4A、G20CrNi2MoA)、中碳轴承钢(G56Mn、G42CrMo4)。
02 高性能齿轮用钢
汽车变速器齿轮和汽车后桥齿轮及飞机、坦克发动机齿轮用合金渗碳钢(碳含量0.10%~0.25%,相当于20Cr2Ni4、18Cr2Ni4WA)。
03 高强度紧固件用钢
汽车紧固件用钢(相当于10B18M),汽轮机紧固件用钢(X18CrMoWVNbN1)。
04 大型、耐蚀模具钢
厚度超过600㎜,探伤级别达欧洲E/e级制造级进模具的高精度高质量冷作模具扁钢和中厚预硬模具钢,表面到心部硬度波动不大于3HRC高耐蚀耐磨镜面塑模钢,大型铝、镁合金轻金属压铸模具钢。
05 高可靠性密封材料
高抗水解聚醚聚氨脂液压用密封材料,高性能柔性石墨密封材料,金属O形圈、C形密封圈用因科涅600、750,高强度细颗粒机械用碳石墨材料。
06 机床专用钢
机床滚珠丝杠和直线导轨用GCr15及新钢种。
07 超硬刀具材料
金刚石(PCD)、立方氮化硼(PCBN)、硬质合金(YG、YT、YW)。
08 新型焊接材料
高强高韧焊接材料,耐热、耐蚀、耐辐照、耐磨及耐低温焊接材料,无毒绿色钎焊材料及焊剂。
09 液压铸件用材料
高压柱塞泵/马达壳体、高压整体式多路阀体、大功率液力偶合器泵轮及壳体铸件用球墨铸铁、蠕墨铸铁。
10 高应力弹簧钢
高档车用高压力悬架弹簧钢(相当于UHS1900/2000)、高应力气门弹簧钢(相当于OTEVA70/OTEVA90或SWOSC-VHV/SWOSC-VHR)。
11 绝缘材料
百万千瓦水轮发电机组用绝缘材料,大型核电专用电机用绝缘材料,风力发电机用绝缘材料,
超高压/特高压输变电工程及配电用绝缘材料,配电变压器用绝缘材料。
12 仪表功能材料
核电站的堆内测温铂电阻(1E级)和堆芯测温热电偶(1E级),用于重大设备状态监测的双参数温敏粉体介质材料以及替代贵金属用高性能钨铼热电偶丝等。
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