所属分类：先进装备制造产业

所属单位：西安理工大学

成果简介：针对超硬脆SiC单晶在传统的线锯接触式切割中，存在晶片翘曲、变形和易碎等问题，首次提出一种强等离子体与超声复合的SiC单晶非接触式微细切割方法。将线锯与SiC单晶分别作为阴阳极，调控脉冲电场强度，使加工微区电子通量向气体双峰曲线异常辉光区最大值逼近，产生高强度的负氧离子与SiC单晶表面的活性微区发生氧化反应生成二氧化硅和CO，CO逸出释放，二氧化硅在电解液和线锯的超声作用下去除，达到SiC单晶良好的表面质量和高的材料去除率。研究内容包括：①研究强等离子体对SiC单晶作用机理，等离子体强度与电流参数及极间距的相关性规律；②揭示SiC单晶氧化物在电解液、横向超声和轴向运动的线锯作用下的剥离和去除行为；③建立面向电参数与机械参数的动态极间间距的数学模型，设计动态极间间距观测器以预估间距。本项目将为非良导电类硬脆材料建立一套非接触式微细切割晶片的方法，并为该类制造技术提供系统的理论基础和控制策略。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：福州大学

成果简介：本展品利用双圆弧齿形啮合原理，设计了一种新型的锥齿轮章动传动减速器，既拥有章动传动减速器传动比大、尺寸小的优点，又避免了普通章动传动减速器啮合时重合度和可靠性不高的弱点。同时采用圆弧齿形和锥齿轮相结合的方式使二者的优势互补，可解决当前齿轮减速器在传动可靠的要求下结构过于复杂的问题。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：宁波大学

成果简介：团队开展新型红外硫系玻璃组成设计、大尺寸硫系玻璃制备工艺、硫系玻璃高效生产技术研究及工艺稳定性控制研究，获 2014 年国家技术发明二等奖。在此基础上开发了多种新型硫系玻璃，产品品质稳定，光学指标和内部质量优越，在硫系红外玻璃上实现了替代进口，自主保障率达到90%以上。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：济南大学

成果简介：蝶阀在实际应用中常常遇到泄漏、腐蚀和堵塞等问题，其中堵塞主要是由介质中的杂质积聚在阀杆与阀板连接的导向口而引起的。为解决这一普遍存在的问题，本项目提出了一种自吹扫结构，并成功研发了相应的蝶阀，旨在实现不停机有效清扫，有效解决了蝶阀阀杆堵塞问题。该成果具有自主知识产权，授权相关发明专利2项，实用新型专利2项。自吹扫结构设计：该蝶阀采用了自吹扫结构，包括两个安装在阀体上下两侧的吹扫模块，能够有效清扫导向口处的残渣或沉积的灰尘，避免堵塞问题的发生。 工作原理简单有效：吹扫模块在管道通介质前先行工作，启动后持续工作，保持阀口清洁状态，管道停止介质通入后再停止工作。针对不同介质，可调整吹扫空气温度，采用热风吹扫可融化粘结物。 结构简单可靠：该自吹扫结构无需改变原有阀门主体结构，操作简单可靠，能够有效延长阀门使用周期，减少维修次数，节约生产设备成本。该技术具备自主知识产权，已授权相关专利，可在中试条件下实现。预计该成果将在管道工程领域得到广泛应用，特别是解决夹杂焊渣、铁锈或颗粒状杂质以及粘性介质如焦油等造成的堵塞问题。由于其简单有效的特点，预计市场需求广泛，可为管道设备制造商提供技术支持，同时降低维护成本，具有良好的市场前景。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：济南大学

成果简介：柔性压电驱动器是一种可以将电能与机械能相互转换的功能器件，具有驱动力大、机电响应快、与动态系统在宽频范围相互作用的优势，可以黏贴于各类型结构表面或嵌入结构中，在外加电压作用下弯曲或扭曲结构以产生或抵消振动，无外加电压时则可作为传感器感知变形、噪声和振动，是应用最为广泛的智能材料之一。 性能指标： d33压电系数：~ 450 pC/N 应变量：0.7 ~ 0.9 ppm/V 最大工作电压：1500 V 工作频率：0 Hz ~ 500 kHz 拉伸模量：~ 30 GPa 有效工作面积：60 mm × 80 mm 优势： 厚度薄、重量轻、柔韧度好、机电效应的方向性强、驱动力和变形量大、控制系统简单。 应用领域： 驱动变形、柔性和刚性结构的振动抑制、结构健康监测、能量收集等。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：济南大学

成果简介：热电材料可实现热能与电能的相互转换，热电器件可以广泛的应用于余热回收利用、热电半导体制冷等领域。项目制备的方钴矿基热电材料热电优值可达到1.6@800K，器件高温使用温度可达500℃，转换效率可达到9%。品质因子ZT=1.6@800K；热电制冷温差20-60℃； 热电发电效率8%-12%热电半导体器件无污染、无噪声、无传动部件、可靠性高，可广泛应用于半导体制冷、温差发电、余热（废气废热）回收利用等领域。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：江苏大学

成果简介：本发明公开一种表嵌永磁式双定子混合励磁电机及其设计分析方法、气隙磁场谐波的性能优化方法，通过双定子、表嵌式永磁体的结构，构建两条并联磁路，即永磁;;磁场磁路、励磁磁场磁路，减少永磁体之间的极间漏磁的同时降低了励磁磁场磁路的磁阻，从而提升了电机的转矩以及调磁能力，确立了极槽配合的选取原则，根据电机结构及永磁磁场、励磁绕组磁场磁路的分布，建立等效气隙模型，构建基于等效气隙原理的性能分析方法；通过等效气隙模型，计算磁动势、调制算子的解析式，推导空载气隙磁密、反电势等电磁性能的表达式，分析关键气隙磁场谐波对于反电势的贡献。;根据气隙磁场谐波分析，创建基于气隙磁场谐波的性能优化方法，实现了电机性能的优化。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：燕山大学

成果简介：现今应用最为广泛的高压液压系统，通常采用31.5MPa的压力体制，最高压力也不超过35MPa，上述压力体制下的液压系统及液压元件，国内外均有较为成熟的产品，使用和维护方便。但若能进一步提高压力体制，将会进一步提升液压系统的功率重量比，在相同输出功率的情况下，减小设备的体积和重量，将有利于促进液压技术的发展，拓宽液压系统的应用领域。为此，燕山大学研发了超高压压力传感器、超高压大流量电磁换向阀及超高压液压柱塞泵等超高压液压元件及检测元件，并申请了自主知识产权，使液压系统的压力体制提升至70MPa或更高,解决了现有压力容器、液压工具、锻造及测试装备等的超高压化需求问题，为液压系统向超高压化、轻量化方向发展做出了贡献。超高压压力传感器，在结构和检测方法等方面均具优势，其结构主要由主体、陶瓷芯、钢杆芯、陶瓷套、外螺母、弹簧杆、预压弹簧（可根据不同压力级别采用不同刚度的弹簧）、盖帽、位移传感器和阻尼单元组成。液压系统油液压力作用于陶瓷芯的底部，通过钢杆芯将产生的力传递到弹簧杆上，弹簧杆在力的作用下压缩预压弹簧并产生一个位移，最终，预压弹簧产生的弹簧力、重力、摩擦力、惯性力、粘性阻力和系统压力之间达到一种平衡；再根据位移传感器检测的位移信号，并通过外部控制器的补偿即可得到所测液压系统的压力。该压力传感器测压范围大、线性度好，可应用于超高压液压系统中压力在0-400MPa范围内的高精度静、动态测量，现已完成了第一代原理性样机试验。DN25型超高压大流量电液换向阀，该型号电液换向阀的最大工作压力为70MPa、公称流量可达600L/min。其内部流道经过了流场分析及优化，并采用了机加工工艺，以提高阀体的耐压能力。该电液换向阀采用组合阀芯，内芯为铁芯，外芯为陶瓷芯，两者采用热配而成；铁芯用于避免电液换向阀换向过程中产生的冲击损伤，陶瓷芯相对于传统的金属阀芯，可缓解电液换向阀长时间工作时油液对其节流口的磨损，且在超高压工况下，解决了油液温度变化产生的阀芯形变问题。该电液换向阀的第一代样机已加工完成。超高压液压柱塞泵，采用了新型的两级增压原理，将低压泵的压力油提升至高压油腔，经过高压泵芯压缩，平稳增压至70MPa，流量可达30L/min，由出油口排出至液压系统。该柱塞泵的斜盘两侧均有柱塞，结构对称；其轴承采用圆锥滚子推力轴承，置于斜盘两侧，轴承外侧放置薄板；摩擦副采用滑靴形式，滑靴的结构设计采用静压平衡方法；以缸体为支承的弹簧通过钢球推压回程盘，回程盘通过滑靴使柱塞回程；斜盘结构对称，与轴之间采用键进行周向固定；斜盘采用半圆罩形式的配重盘对斜盘进行质量平衡，以防止斜盘厚度沿周向不断变化。该柱塞泵结构小巧、重量低、噪音低、输油平稳，现已完成了第一代样机的测试试验。实施条件：超高压压力传感器在结构和检测方法等方面均具优势，可针对不同的压力级别设计、生产出相应型号的压力传感器；超高压液压柱塞泵，压力高达70MPa、流量达30L/min，且具有较高的功重比；DN25型超高压大流量电液换向阀，其阀芯采用组合阀芯的形式,能实现最大工作压力70MPa、公称流量600L/min；上述超高压液压元件和测试元件对原材料、设备、厂房、人力资源等方面的要求不高。原材料：超高压液压柱塞泵的柱塞、超高压压力传感器的陶瓷芯及陶瓷套及DN25型超高压大流量电液换向阀的组合阀芯外层均采用特种陶瓷，该特种陶瓷零件均可通过外购实现，其余原材料大部分为普通钢材，该钢材在市场十分普遍，采购方便。设备：超高压液压元件和测试元件结构简单，加工及装配方便，其性能测试仅对测试系统的压力有相关要求。厂房：生产商只需提供相应加工、装配及测试装备的厂房。人力资源：普通工人即可完成该型超高压液压元件和测试元件的加工、装配及测试。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：燕山大学

成果简介：采用大功率激光熔覆稀有合金新技术，将根本解决我国钢铁企业连铸辊使用寿命普遍偏低的重大技术难题。大功率激光熔覆生产技术是利用集中大功率热源，实现高性能合金粉末与金属基材的冶金反应，在基材表面制备厚度可控的具有特殊物理，化学或力学性能的合金层，与金属基材形成冶金结合，制得具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优异性能的合金复合材料，从而最大限度地发挥合金性能潜力，可以制得高熔点稀有金属合金先进材料，并得到超细晶组织；热变形小，稀释低，合金层与基材呈冶金结合；材料消耗少，性价比高；工艺过程全部自动化，质量稳定；可以节约宝贵的稀有金属合金材料，可以更加充分地发挥合金优异的耐磨、耐腐蚀和耐高温性能。激光熔覆技术具有优秀的再制造能力，极大提高关键产品的生命周期。采用大功率激光熔覆稀有合金粉末再制造的连铸辊，具有优异的性能：抗高温氧化和回火软化性能；抗应力腐蚀性能；抗局部点状腐蚀和裂隙腐蚀性能；热膨胀系数低，抗冷热疲劳；抗机械疲劳性能；高的硬度和抗磨粒磨损、粘着磨损性能；高的强度和韧性。通过本项目的实施，将极大降低钢铁企业连铸辊维修成本，直接经济效益：年可节约成本达到500万以上；间接经济效益也非常显著。本项目已经在实际连铸生产线成功实施2年，并达到了预期效果。实践表明，采用大功率激光熔覆再制造技术，不但成功地解决了冶金企业连铸生产中难以克服的重大技术难题，还大大降低了生产成本，提高了连铸设备的使用效率。激光熔覆制备稀有合金连铸辊造是全绿色制造，不产生任何污染。实施条件：本项目实施条件比较简单，一般的机械加工厂均可以在已有的基础上，添置大功率半导体激光熔覆成套设备（我们自主研发并制造的第4代、第5代成套设备）开始本项目的生产，通过营业项目增加项目即可。也可以由钢铁企业在其机修车间基础上添置本项目成套设备后实施，生产过程全绿色制造，无污染，完全符合国家环保要求，并能够通过再制造技术，实现循环经济。实际操作人员由我们培养，并长期提供专用合金粉末及全套熔覆工艺，指派专业技术人员现场指导。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：燕山大学

成果简介：根据无缝钢管热轧工艺（包括穿孔、连轧和定减径）特点，开发了无缝钢管热轧工艺模型及过程仿真软件，可进行轧制工艺的在线模型设计和过程仿真的离线优化研究，对于解决内多边形、外青线和内折叠等质量问题，进一步提高产品尺寸精度和综合性能提供技术策略，研究成果可应用于无缝钢管连轧机组工业生产。工艺技术：1。斜轧穿孔工艺模型。考虑温度制度、轧辊转速、辗轧角、顶伸量、顶杆刚度等因素，以出口轧件椭圆度、轧制力能参数为目标，优化穿孔工艺。2。连轧管工艺模型。考虑道次延伸率、孔型参数、宽展规律、轧辊转速、芯棒限动速度等因素，建立连轧管工艺模型，以出口壁厚为目标实现工艺优化。3。定减径工艺模型。根据产品径厚比，合理选择定减径机架数量、减径量分配方式、孔型设计、轧制速度等工艺参量，建立定减径工业生产工艺模型。4。无缝钢管热轧离线仿真平台。以通用数值仿真软件为平台，实现工艺过程离线仿真，研究金属流变问题。性能指标：1。穿孔光管，壁厚不均度：≤±10%2。连轧荒管，外径：±6%，壁厚：±10%3。定减径产品，外径：±4%，壁厚：±8%主要特点：1。开发了具有自主知识产权的《无缝管热轧工艺模型》。2。开发了一套基于有限元软件的无缝钢管热轧过程离线仿真软件。3。建立了内多边形、外青线和内折叠等质量问题解决技术策略。4。通过目标优化工艺，建立了提高产品尺寸精度和综合性能的控制轧制方法。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：燕山大学

成果简介：钛及钛合金具有密度小、比强度高、耐蚀性好、导热率低等优异的综合性能，被称为“太空金属”、“海洋金属”，在国民经济的重要部门用途广泛。本研究在钛及钛合金的物理化学性能基础上，针对TA系列、TB系列、TC系列产品的轧制工艺和性能控制开展了理论分析和工业研究，形成了系列有自主知识产权的成套关键技术。工艺技术：1。钛及钛合金轧制过程金属特性研究。钛及钛合金材料的金属流动规律与一般钢铁材料不同。研究钛及钛合金生产过程中形变机理，开展微观组织形貌、结构和取向、微区成分分析。2。钛及钛合金轧制工艺优化研究。考虑轧制温度、轧制速度、道次间隔、加热制度等因素，开展形状控制和性能控制。3。钛及钛合金有限元数值模拟技术。开展有限元离线仿真，进行工艺研究和参数优化，为合理确定轧制工艺提供指导。性能指标：1。纯钛热轧卷的卷型和板形质量良好，厚度公差±0。15mm。2。中厚板轧制的产品满足GB/T3621-2007要求。3。钛及钛合金线棒材产品满足GB/T2965-2007要求。4。钛及钛合金线无缝管满足GB/T3624-2007要求。主要特点：1。针对钛及钛合金材料进行详细的性能分析，在此基础开发热-流-固耦合离线仿真模型。2。建立了钛及钛合加热理论和仿真模型，对轧制温度和道次进行严格控制。3。针对不同产品分别建立优化的轧制工艺，为控制产品尺寸精度、表面质量和综合性能提供有效解决策略。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：上海大学

成果简介：上海大学团队攻克了现有热成形模具钢无法满足强韧性、导热率和耐磨性同时兼具的技术难题；开发出低成本快节拍长寿命专用、变强度软区专用、热切边专用等系列新型成型模具钢；创造了行业内裸板热冲压模具使用寿命（35万冲程）和效率（提高30%）的最高记录。