重点发展6类先进、绿色制造工艺,降低能源、材料消耗、改善环境,提高产品质量和效率。
1. 铸造工艺
定向凝固铸造工艺,热风长炉龄冲天炉及其熔炼工艺技术,数字化模拟技术,高紧实度粘土砂自动造型生产线技术,快速无模砂型铸造工艺,铝、镁、钛等特种合金铸造工艺,复合材料铸造工艺,半固态铸造工艺,高温、低温、高强韧度材料(球墨铸铁、等温淬火球铁、蠕墨铸铁、轻质合金)高精度铸造工艺。
2. 锻压工艺
大型薄壁结构件整体成形工艺,多工位冷、温锻工艺,高速精密镦锻工艺,大型复杂结构件精密体积成形工艺,大型环件冷辗扩工艺,板材管材精密成形工艺,高强钢板热成形工艺,曲轴、风电主轴及阀门全纤维近净成形技术,汽车铝合金精密锻造工艺,螺旋伞齿轮锻-磨联合制造工艺,精冲工艺。
3. 焊接工艺
激光及激光电弧复合热源焊接工艺,搅拌摩擦焊工艺,高精度及大厚度切割工艺,高效电弧焊工艺,等离子喷焊工艺,近净成形焊接新技术。
4. 热处理工艺
化学热处理催渗工艺,精密控制加热和淬火工艺,齿轮和轴承精密可控热处理工艺,超大型零件真空热处理工艺,大型轴类和管类零件感应淬火热处理工艺,大型全纤维炉衬无料盘可控气氛连续加热炉热处理工艺,连续真空热处理工艺,大型薄板件压淬热处理工艺,深冷热处理工艺。
5. 表面处理工艺
铝、镁合金、钛合金件表面处理与强化工艺,纳米颗粒复合电刷镀工艺,纳米陶瓷涂层工艺,等离子、激光、电子束表面强化工艺,低铬酸镀硬铬、镀锌后低铬钝化等绿色电镀工艺。
6. 切削加工及特种加工工艺
高速/超高速切削加工工艺,复合加工工艺(车铣复合、铣磨复合等),复合材料切削工艺,超精密加工工艺(轴系精度0.02~0.05微米),超大零件切削加工工艺,微量润滑切削工艺,干式切削工艺,“三束”(电子束、离子束、激光束)加工工艺,电火花加工工艺,超声加工工艺,增量制造工艺,粉末冶金零件的精密成形工艺。
从以上重点发展的基础制造工艺中,提出50项先进绿色制造工艺作为推广的重点(见附表2),同时选择15项标志性基础制造工艺作为开发的重点。
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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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(三)基础材料