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金属精密成形摩擦条件测试和模具润滑技术及其应用
科技成果综合评价报告详情
科技成果综合评价报告
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成果名称
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所属单位
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联系人
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联系电话
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成果简介
金属精密塑性成形,是指利用金属材料的塑性性质进行加工,使之具有所需形状的过程。因在制造尺寸精度,材料利用率和生产效率等方面的优势,广泛应用于家用电器、自行车和汽车等多个工业领域。塑性成形中的摩擦是非常复杂的物理现象,影响金属的塑性流动与变形均匀性、成形力大小与能量消耗、成形零件的内部结构与表面质量、模具使用寿命等。工业界常用的金属成形润滑剂,存在腐蚀成形装备、重金属废液难回收和污水排放等问题,给环境保护带来了巨大的压力。本项目在下列多个国家和地方科技项目的支持下,围绕金属精密成形中的摩擦和润滑问题系统开展各项研究工作,为复杂金属构件的精密成形提供技术支撑。本项目综合应用金属塑性成形原理、摩擦学理论、机械设计理论和优化设计方法,形成了金属精密成形摩擦条件测试和模具润滑技术,并成功地应用于多个复杂金属构件的精密成形制造。
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创新水平
关键共性技术
前沿引领技术
现在工程技术
颠覆性技术
其他
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技术进度
新设备或新装置
样机原理
工程样机
中试原型机
产业化
新材料或新技术
实验室阶段
工程化阶段
产业化阶段
技术成果
专利
奖项
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产品方向
有多个应用方向
有一个应用方向
没有应用方向
无法判断
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市场空间
需求前景巨大
需求前景较大
需求前景一般
无法判断
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成本竞争
优势明显
优势一般
没有优势
无法判断
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政策影响
政策鼓励
政策限制
政策淘汰
无法判断
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市场周期
进入期
成长期
饱和期
衰退期
无法判断
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转化周期
近期可控(1年内)
周期较长(2年内)
很难转化(3年起)
无法判断
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科技成果的创新基因评价
项目负责人是上海交通大学研究员、博导。主要从事精密锻造成形理论与技术和塑性成形摩擦学方向研究。作为负责人主持国家自然科学基金项目3项、国家重大科技专项子课题1项,主持10余项企业合作研发项目,在本学科重要期刊公开发表学术论文50余篇 。该研究成果开展了“摩擦条件测定 - 滑效果评价 - 滑剂研制 在线模具高效润滑系统 - 在线坏料润滑涂系统 - 金属复杂零件的精密成形”系统的研究工作,形成了具有特色的金属精密成形摩擦与润滑条件的定量分析方法,进一步丰富了精密塑性成形的理论技术体系。形成环境友好的金属精密热/冷成形的高效润滑方案,对提升精密塑性技术的环保水平、促进其健康可持续发展具有重要意义。
不少于150字
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科技成果的技术亮点评价
1.提出了带筋圆环缴粗的摩擦条件测定方法。针对金属精密成形中摩擦系数不易测准的难题,提出带筋圆环缴粗的摩擦系数测定法,如所示,以带筋圆环试样粗变形前后的外径相对变化量和高度相对变化量来标定不同金属成形摩擦条件下的摩擦系数,与传统方法相比,测试过程更为方便、准确,为金属成形工艺精确数值模拟提供了确定摩擦边界条件的新手段。与德国达姆施达特工业大学、丹麦工业大学、日本名古屋工业大学、法国高等理工大学和日本静冈大学的 5 位国际知名教授组织冷锻成形润滑研究小组,量化了经典磷皂化润滑膜的摩擦系数,为探索新型可替代了磷皂化工艺的润滑方案找到了摩擦系数的基准。同时,共同测定了其他 13 种不同环保型润滑介质的摩擦系数,并在此基础上确定了基于摩擦学载荷的摩擦模型 2.提出了金属成形润滑的高灵敏度测试方法面向金属热成形,以缴挤复合成形工艺为基础,以测试件锥形体高度为评价指设计开发了金属热成形润滑的高灵敏度测试方法与装置,并成功用于非石墨类润滑剂的开发。与传统方法相比,灵敏度提高 2.9 倍,面向金属冷成形,以正反复合挤压工艺为基础,以测试件的杯形和干部高度的比值为评价指标,设计开发了金属冷成形润滑的高灵敏度测试方法与装置,并成功用于冷成形用环保型润滑剂的开发。金属成形润滑的高灵敏度测试方法,具有可模拟复杂大变形工况、对润滑效果高度敏感,以及通过测量试件尺寸可直接评价等特点,解决了新型金属成形润滑剂工业试用成本高、周期长的问题。相关研究工作获国际知名化学品公司认可。 3. 热成形用非石墨润滑剂及在线模具润滑系统研制 以冷却特性为切入点,在兼顾润滑性能的基础上获取良好的冷却性能,在模拟实际热成形条件下,开展不同润滑剂的冷却性能评价,与市场上黑色润滑剂和白色润滑剂相比,新开发的热成形用非石墨型润滑剂的冷却性能更佳。相关研究工作写入国内行业团体标准。开发了面向复杂金属件成形的高效模具润滑系统,优化设计模具结构与润滑喷涂系统,实现热成形条件下模具在线高效润滑与冷却,并成功应用于轮毅轴承法兰盘与外圈两大类产品共线自动化大批量生产。组建了 4 条轮轴承零件的自动化生产线,并完全采用新开发的热成形用非石墨型润滑剂。
不少于150字
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科技成果的应用市场评价
1.在金属精密成形摩擦条件测试方法方面,形成了带筋圆环粗的摩擦条件测定方法。 获得国际同行的认可,与德国达姆施达特工业大学 Peter Groche、丹麦工业大学Niels Bay、日本名古屋工业大学 Kazuhiko Kitamura、法国高等理工大学 Laurent Dubai和日本静冈大学 Kunio Hayakawa.的 5 位国际知名教授组织冷锻成形润滑研究小组在测试操作的方便性上,本项目方法具有相对的优势。现已与上述国际同行共同在国际生产工程学会的会刊 CIRP Annals - Manufacturing Technology 上发表“Frictioncoefficients in cold forging: A global perspective”和 “International round robin test ofenvironmentally benign lubricants for cold forging” 两篇论文 此外相关研究工作,获得 3rd Edition ofInternational Research Awards on SensingTechnology 的“Best Researcher Award” 2.在金属精密成形润滑效果测试方法方面,形成了以挤复合成形和正反复合挤压工艺为基础的金属热/冷成形润滑效果高灵敏度测试方法,获国际知名润滑剂生产商 Nihon Parkerizing Co., Ltd.的高度评价。 3.应用本项目金属精密成形摩擦条件测试和模具润滑的整体技术,开发的大批量生产的轮毅轴承法兰盘和外圈零件,以及发电机爪形零件,经检测部分技术指标优于国内外同行。
不少于150字
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评价专家组综合意见
(1)提出了带筋圆环缴粗的摩擦条件新测定方法,解决了传统方法测不准的问题,测试精度达 到国际先进水平; (2) 构建了金属成形润滑的高灵敏度复合测试方法与装置,与传统锥形锻造金属润滑测试方法相比,灵敏度提高了 2.9 倍; (3)研制了热成形用非石墨润滑剂,优化了模具结构与模内润滑喷涂系统,获得了热成形模具在线充分润滑与有效冷却; (4)研制了冷成形用水基高分子润滑剂,开发了金属坯料表面在线润滑涂覆系统,实现了金属零件的绿色环保精密成形,具有替代磷皂化润滑技术的前景。 3.研究成果成功应用于 4 类产品 20 余规格复杂金属零件的大批量生产,提升了金属零件精密成形制造水平,取得了显著的社会和经济效益。 标准综上所述,专家组认为该项目难度大、创新性强,整体技术达到国内领先水平,部分指标达到国际先进水平。
评价专家署名
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评价专家联系方式
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评价专家职务
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评价专家所在单位
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