本项目主要研究内容包括:多晶粒尺度新型高性能硬质合金模具材料制备技术、锻王软件及其数据库技术、超精密模具设计制造技术、模具等流速等压力抛光与抛光质量控制技术、内分型结构复杂零部件多向模锻成形技术、多向柔性智能锻造成形压力机设计开发几个方面,主要性能指标包括:
有关新型高性能硬质合金模具材料:抗弯强度、冲击韧性、硬度H、弹性模量、一次性寿命
锻王软件及其数据库技术:试模次数、准确率、开发周期、数据库数量
模具精密制造、等流速等压力抛光与抛光质量控制技术:电火花加工精度、模具精度、
表面粗糙度、锻件精度
多向柔性智能锻造成形压力机设计技术:滑块数目、加压方向、速度均匀性、背压浮动功能、液压缸运动控制与追踪精度
本项目研发的多晶粒尺度新型高性能硬质合金制备技术,打破了我国高端精密模具材料完全依靠进口的窘境,所制备的材料抗弯强度、冲击韧性等指标均高于国际通用的硬质合金模具材料,硬质模具材料配合先进的微应力电火花放电技术和模具等流速等压力抛光与抛光质量控制技术,使精密锻造模具精度和寿命均有大幅提高。开发的锻王软件及其数据库技术大大缩短了锻造模具和工艺设计周期,填补了国内外多工序近净锻造成形工艺及模具计算机辅助设计软件的空白并实现了商品化销售,打破了国际上近净锻造成形领域单一有限元模拟软件的现状,在整体设计思想上具有创新性,是一个完整的近净锻造成形工艺及模具设计平台并具有面向实际生产应用的特色。
开发了内分型结构复杂零部件多向模锻成形技术,结合组合式锻造模具和斜楔式径向可伸缩芯轴,解决了复杂零件锻造脱模困难的问题。并设计开发了与多向模锻技术相匹配的多向柔性锻造成形压力设备,有效解决了现有多向模锻加压方向限于同一铅锤面内且成垂直配置、成形压力高以及锻件几何与摩擦非对称导致的流动偏心等问题,一定程度上推动了多向模锻技术的发展。攻克复杂形状零件形性控制的关键技术。
上海多向模锻工程技术研究中心负责人教授团队,多年来始终从事精密塑性成形及其模具的理论与制造技术研究。主持开发的“RIPLS/锻王”软件已获得国家软件著作权21项,以及“江苏省优秀软件产品奖”“中国机械工业科技进步奖”等荣誉。“RIPLS/锻王”作为拥有完整精确的数据库支持和自主知识产权的产品,可以为提供数字化设计与分析平台,促进多向模锻成形技术研究的深入开展。
评价单位:“科创中国”上海科技服务团 (上海市科学技术协会)
评价时间:2023-10-15
综合评价
上海市机械工程学会组织专家对“高端复杂构件多向柔性精锻关键技术与装备及其工程应用”进行鉴定。专家组听取了项目组的成果汇报,审查了相关资料,经质询、讨论,形成如下鉴定意见:
1.项目组提交的鉴定材料齐全、规范,符合鉴定要求;
2.项目取得了以下创新性成果:
(1) 研发了高性能模具材料及其制备技术,提出电-热-力多场耦合的非晶超塑预热压与液相终烧结的复合工艺、基于面心立方/密排六方组织相变控制的分级深冷强化技术研制出具有微米-亚微米基体晶粒和纳米相的新型高性能硬质合金。
(2) 开发了 3D 模腔设计与微应力控制精密放电加工技术,研发了流体介质等流速抛光技术和三模式磨料流加工装置,使模具模腔表面粗糙度达到 R20.3 以下,尺寸精度控制在微米级水平,应用于花键挤压冲头的齿形制造,模具精度达到 2 微米以内。
(3) 开发了内分型结构复杂零件多向模锻成形技术以及水平六缸的多向模锻新装备发明了组合式锻造模具和斜楔式径向可伸缩芯轴,解决了内分型结构复杂零件难以精密成形的技术难题。
(4) 开发了一款多工序近净锻造成形工艺与模具的计算机辅助模拟设计软件 (商品名: RIPLS/锻王),包含了丰富的经过工程验证的锻造工艺数据库和材料数据库,实现了成形载荷的快速计算,软件已商品化推广应用。
鉴定专家组一致认为,该项目技术难度大、成果创新性强,项目取得多项自主知识产权,整体创新达到国际先进水平,其中多向模锻成形技术与装备达到国际领先水平。项目成果应用前景广阔,建议大力推广。
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