北京科技大学科技成果——粉末冶金烧结钢高密度高强度零件温压技术

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北京科技大学科技成果——高精度液压冷拔钢管新技术

北京科技大学科技成果——高精度液压冷拔钢管新技术成果简介“高精度冷拔钢管”是将热轧无缝钢管或直缝焊管通过液压拔机和独特的变形工艺（模具）生产的一种无切屑、冷加工的精密管材。

该精密管材可直接或微量珩磨后用作液压、气动缸筒管。

这项冷拔技术可取代传统的用热轧无缝钢管切削加工液压缸筒的生产方法。

到目前为止，已在全国七个省市推广应用，取得巨大的经济效益和社会效益。

“高精度冷拔钢管新技术”被国家科技部列入了“国家科技成果重点推广计划”。

与传统的切削加工液压缸筒方法相比，新技术具有以下优点：（1）金属利用率由45-60％提高到95％以上；（2）成品率接近100％；（3）材料强度提高40-60％；（4）生产效率一般提高几十倍以上。

技术水平国内首创，产品达到国际标准。

专利号：CN87216006。

1995年获得冶金部科学技术进步奖（三等），1996年获得北京市科学技术进步奖（二等）。

经济效益及市场分析精密钢管广泛地被用作机械工业用管（主要是液压与气动缸体管、液压输油管、汽车传动轴管和半轴套管、轴承钢管、皮带传送托辊管、印染辊管等）、石油地质工业用管（油泵管、钻探管、油管、套管、钻杆等）、化工用管（石油裂化管、化肥用高压管、化工设备及管道用管）、电站锅炉和热交换器管等等。

随着我国经济建设的不断发展和技术的不断进步、精密钢管的应用范围会不断扩大、需求量也会越来越大，特别是进入WTO以后将具有极好出口创汇前景（2美圆/公斤）。

国内无缝钢管价格在4200-5200元/吨，直缝焊管价格在2900-3600元/吨。

高精度冷拔主要产品：液压、气动缸体管，DOM 管，汽车、拖拉机、摩托车用小口径精密钢管，煤炭井下支柱管，石油地质用管，根据品种规格；价格在9000-13000元/吨。

按毛坯管5000元/吨、成品管售价平均按9500元/吨计算。

以建造一台拔机、生产纲领为2000吨冷拔精密管能力的生产线概算，主要设备投资额约240万元人民币。

北京科技大学科技成果——高温合金的等温成型技术

北京科技大学科技成果——高温合金的等温成型技术
成果简介
作为高推比（推重比>8）航空发动机热端部件的重要材料，高温合金的制造及成型工艺研究对合金的实际应用具有重要意义。

等温锻造是复杂形状或难变形材料构件成型的主要工序，因此等温成型工艺研究是我国高温合金应用的关键。

本项目是国防科工委“九五”军工预研课题。

主要研究内容包括：
（1）采用物理模拟及有限元数值模拟，研究适合我国国情的等温锻造工艺及模具材料；
（2）对我国相关企业的液压成型设备进行等温锻造工艺适应性改造；
（3）等温锻造模具设计；
（4）典型/实际涡轮盘件的等温锻造等。

在研究过程中，开发了适合锻造过程模拟的变形传热耦合有限元分析系统——FORMT，该系统具有热态成型过程模拟的普适性。

该项目对高温材料的等温锻造工艺进行了系统研究，解决了高温成型中的关键技术：高温模具材料的选择及相关等温成型设备的工艺适应性改造。

对高温材料（包括高温合金、钛合金等）的等温及超塑性成型具有重要意义。

开发出的耦合有限元分析系统——FORMT，可以应用于其它材料的热态成型过程模拟。

若辅以相应的材料组织演化动力学方程，该系统还具有锻造过程组织演化预测的功能。

北京科技大学科技成果——大块金属玻璃功能结构材料

北京科技大学科技成果——大块金属玻璃功能结构材料
成果简介
大块金属玻璃（Bulk Metallic Glasses）是国家863高技术计划、国家973计划、国家自然科学基金和科技部中瑞大块金属玻璃国际合作项目，主要包括：高比重高性能Zr基大块金属玻璃及其纤维增强复合材料；Al基超强大块金属玻璃或纳米晶合金；Zr基、Al基或Fe 基大块金属玻璃耐磨、耐蚀轴承套环状零件制造技术；大块金属玻璃合金设计的“多元短程序畴过冷”设计软件。

这些大块金属玻璃和技术具有许多独特性能和广阔的应用市场，主要包括：
（1）更为优异的力学性能，如高强度、高弹性和高断裂韧性等，是目前已发现的最为优异的高尔夫球拍材料之一；
（2）大块金属玻璃/纳米晶复合材料是目前世界上比强度最高的材料之一，在航空、航天工业中具有极为广阔的应用前景；
（3）良好的加工性能，例如La系非晶合金延伸率可达15000%，可方便地进行各种超塑性加工；
（4）优良的化学活性，是极好的化学反应催化材料；
（5）更为优良的抗多种介质腐蚀的能力，可在一些更为恶劣的环境下长期使用；
（6）优良的软磁、硬磁以及独特的膨胀特性等物理性能，可作为传统材料的优秀替代品。

北京科技大学科技成果——粉末注射成形技术

北京科技大学科技成果——粉末注射成形技术成果简介粉末注射成形（Powder Injection Molding，简称PIM）是将现代塑料注射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成形技术。

其基本工艺过程是：首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混练，经制粒后在加热塑化状态下用注射成形机注入模腔内固化成形，然后用化学或热分解等方法将成形坯中的粘结剂脱除，最后经烧结致密化得到最终产品。

它不仅保持了粉末冶金技术可以制备用熔铸方法无法或很难制备的材料的特点，还可以像成形塑料产品一样制备金属或陶瓷零件，把粉末冶金技术的成形能力提高到了前所未及的程度。

它是小型复杂零部件成形与加工技术的一场革命，成为了新型制造业中最为活跃的前沿技术领域，代表着粉末冶金技术发展的主要发展方向。

近年来得到了世界各工业发达国家的高度重视，被国际上誉为“当今最热门的零部件成形技术”和“21世纪的成形技术”。

美国已将其列为对国家经济繁荣和持久安全起至关重要的“国家关键技术”之一。

其产品广泛应用于电子信息工程、生物医疗器械、办公设备、汽车、机械、五金、体育器械、钟表业、兵器及航空航天等众多工业领域。

粉末注射成形技术的特点主要有：能直接成形几何形状复杂的小型零件；零件尺寸精度高（±0.1%-±0.5%），表面光洁度好（粗糙度1-5μm）；产品相对密度高（95-100%），组织均匀，性能优异；适合各种粉末材料的成形，产品应用十分广泛；原材料利用率高，生产自动化程度高，工序简单，可连续大批量生产；无污染，生产过程为清洁工艺生产。

十多年来，北京科技大学粉末冶金研究所的曲选辉教授课题组在国家“863”计划、“973”计划、国家军工科研计划、北京市科委重大科研项目和国家杰出青年基金等的资助下，在粉末注射成形关键技术、应用开发、产业化关键技术与装备等方面进行了深入系统的研究，并取得了一系列创新性成果，开发出了一系列具有自主知识产权的新工艺、新配方，研制的许多产品已成功应用于我国国防和民用领域。

北京科技大学科技成果——高强度冶金机械链条

北京科技大学科技成果——高强度冶金机械链条
成果简介
采用有限单元法、光测弹性力学法、极限载荷测试以及链条系列产品的计算机辅助设计（CAD）等先进技术，使产品的设计水平大为提高。

通过链板应力场及位移场分布特征的研究，改善了危险断面的应力水平分布，提高了产品的极限破坏载荷。

通过对产品的材质和热处理研究，提出了满足高强度要求的新材质及合理的热处理工艺，细化了晶粒，减少了表面脱碳和变形，提高了零件的高温强度和抗回火稳定性等性能。

该链条与传统产品相比，其强度提高了10-20%，使用寿命提高3-4倍，具有明显的经济效益和社会效益。

该项成果曾通过原冶金部技术鉴定，被评定为国内领先水平，并获得冶金部科技成果三等奖。

其产品先后被评为冶金部优质产品及国家科委和冶金部推荐推广使用的优质产品。

已在生产中应用。

经济效益及市场分析
适应于冶金矿山设备使用的大型非标链条
合作方式
技术咨询、技术转让、技术入股等方式均可。

北京科技大学科技成果——燃烧合成氮化硅基陶瓷

北京科技大学科技成果——燃烧合成氮化硅基陶瓷成果简介在高技术陶瓷领域，先进陶瓷占有极其重要的地位，在诸多的先进陶瓷中，氮化硅基先进陶瓷以其高强度、高韧性、高的抗热震性、高的化学稳定性在先进陶瓷中占有独特的地位，是公认的未来陶瓷发动机中最重要的侯选材料。

并且在国际上氮化硅陶瓷刀具和氮化硅基陶瓷轴承已经形成相当规模的产业。

任何一个跨国刀具公司都有氮化硅基陶瓷刀具的系列产品，足见其在机加工行业中具有不可替代的地位。

但是影响氮化硅陶瓷推广的一个主要因素，是氮化硅粉末价格昂贵，这是由于传统的制取氮化硅粉末的方法耗能高，生产周期长，生产成本高。

本项目采用具有自主知识产权的创新的燃烧合成技术，制取氮化硅陶瓷粉末和氮化硅复合粉末，具有耗能低，生产周期短，杂质含量低，生产成本低等特点，具有广泛的应用前景。

燃烧合成（Combustion Synthesis，CS），又名自蔓延高温合成（Self-Propagating High-Temperature Synthesis，SHS），是利用化学反应自身放热合成材料的新技术，基本上（或部分）不需要外部热源，通过设计和控制燃烧波自维持反应的诸多因素获得所需成分和结构的产物。

自1990年以来，本项目负责人等针对燃烧合成氮化硅陶瓷产业化的一系列关键问题，在气-固体系氮化硅基陶瓷的燃烧合成热力学、动力学和形成机制等方面进行了深入研究后得到的创新成果。

本项目来源于国家自然科学基金项目（1992年1月-1994年12月），国家863课题《高品质氮化硅和碳氮化钛超细粉体的低成本制备技术》（2001AA333080）（2002年3月-2005年3月），及其前期工作。

采用本项目的技术，可以生产符合制作先进陶瓷要求的从全α-Si3N4相到高β-Si3N4相，及不同配比的氮化硅粉末，还可根据用户要求，用此技术生产α-Sialon，β-Sialon和其它各种氮化硅基的复合粉末。

粉末的质量优良而稳定。

可得到高使用性能的一次压制／一次烧结生产工艺

ｄｏｃｕｍｅｎｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ；ｓｉｇｌｅ— ｐｒｅｓｓ／ｓｉｇｔｅ — ｓｉｎｔｅｒ；ｗａｒｌｎｃｏｍｐａｃｔ；ｈｉｇｈｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈ — ｄｅｎｓｉｔｙｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ（ＰＭ）ｄｅｎｏｔｅｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄｐａｒｔｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅ．Ａｌｔｈｏｕｇｈｈｉｇｈ —ｄｅｎｓｉｔｙｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｓｎｏｔｎｅｗ（ｃｏｐｐｅｒｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎａｎｄｄｏｕｂｌｅ — ｐｒｅｓｓ／ｄｏｕｂｌｅｓｉｎｔｅｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｕｓｅｄｆｏｒｍａｎｙｙｅａｒｓ），ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｏｖｅｒｔｈｅｌａｓｔｄｅｃａｄｅｈａｖｅｍａｄｅｈｉｇｈｅｒｄｅｎｓｉｔｉｅｓｐｏｓｓｉｂｌｅｖｉａ
第３１卷第１期
２０１３年２月
粉末冶金技术
ＰｏｗｄｅｒＭｅｔａｌｌｕｒｇｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

北京科技大学科技成果——高强度高刚度灰铸铁生产技术

北京科技大学科技成果——高强度高刚度灰铸铁生产技术成果简介
我校研制开发的高强度高刚度灰铸铁生产技术是国家“八五”重点推广项目，曾获北京市科技进步一等奖、二等奖和其它省市科技进步奖及其它类别奖共11项。

该技术通过合理选择冲天炉熔炼工艺，调整铁水的成分，严格孕育，在较高碳当量条件下，获得高牌号的优质灰铸铁，如HT250、HT300及HT350，而且铸铁具有高的弹性模量（120000-135000MPa），残余应力可下降15-20%，铸件可以取消热时效，进一步降低生产成本，铸件还具有很好的组织均匀性、很小的白口倾向性和良好的机加工性。

高强度高刚度灰铸铁适用于制造各种机械的铸造毛坯，如内燃机铸件、汽车铸件、机床铸件、工程机械、发电设备、拖拉机铸件及其他通用机械铸件，因此高强度高刚度灰铸铁的市场很广阔。

经济效益及市场分析
高强度高刚度灰铸铁生产技术经过系统的实验室研究和长期的实际生产验证，已经应用该技术的企业都取得了明显的技术经济效益，直接经济效益可达每万吨120万元。

该技术符合国情，不需要技改投资，不需要改变现有生产工艺，能在较短时间内取得预期的效果，推导企业的技术进步，为机器产品提高档次、更新换代提供坚实的基础。

合作方式
本项目采用技术转让费的方式进行合作，具体项目签订相应的技术合同。

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北京科技大学科技成果——粉末冶金烧结钢高密度
高强度零件温压技术
项目简介
铁基粉末冶金（P/M）零件温压工艺是90年代国际上出现的一个粉末冶金新技术。

该技术通过对于适当的钢铁粉末及润滑剂系统在一个不太高的温度（100-150℃）下压制，可使铁基P/M零件生坯的密度增加0.1-0.3g/cm3。

1994-1998年，瑞典、美国、瑞士、加拿大和台湾保来得公司已先后建立了20多条温压生产线，已能生产30余种密度在7.25-7.60g/cm3的高密度铁基P/M零件。

本项目根据我国的粉末冶金发展和设备水平，通过“九五”攻关“轿车用合金粉末和高强度温压技术研究”及国家863计划项目的执行，获得了一批重要的研究成果。

用国产设备和研究的模具及润滑系统，成功地实现了软磁材料、高强度烧结钢、复合材料零件的温压。

本项目可提供经济的温压系统设计、工艺参数的优化设定、温压零件提高疲劳强度的表面处理和新产品的开发。

产品的综合水平达到国际和国内先进水平。

该项目适用于温压产品，主要应用于高强度汽车、轿车、电动及风动工具粉末冶金烧结钢零件，如高压油泵齿轮、链轮、密封环、活塞环、磁轭等。

经济效益及市场分析
具有粉末冶金生产基本条件的工厂，完成本项目的最小投资10-15万元。

温压技术的实现将开拓新产品批量生产的广阔市场。