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新金屬材料國家重點實驗室噴射成形技術(shù)研究室現(xiàn)有副教授以上研究人員4人，其中教育部長江學(xué)者獎勵計劃特聘教授1人，留學(xué)回國人員3人，長期從事噴射成形及其它材料制備成形技術(shù)和新材料的研究開發(fā)，在相關(guān)理論和應(yīng)用研究方面取得了一定的成果，積累了豐富的經(jīng)驗。已經(jīng)發(fā)表相關(guān)論文100余篇，申請國家發(fā)明專利3項。 噴射成形是一項21世紀新材料開發(fā)和傳統(tǒng)材料性能提升的先進制備技術(shù)，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟和國防建設(shè)的各個領(lǐng)域。 噴射成形高性能鋁合金研究與應(yīng)用： (1)高硅鋁合金：具有良好的綜合力學(xué)性能以及高溫耐磨性能，廣泛應(yīng)用于汽車、機械和電子工業(yè)。 (2)超高強度高韌性鋁合金：室溫抗拉強度達到850MPa以上，同時具有良好的塑韌性和抗應(yīng)力腐蝕能力，在航空航天工業(yè)、核工業(yè)、交通運輸工業(yè)等領(lǐng)域有重要作用。 噴射成形電子材料研究與應(yīng)用： (1)Cu-Cr電觸頭材料：合金中Cr相顆粒的尺寸明顯細化，觸點的開關(guān)性能明顯提高，使其成為高性能大容量真空開關(guān)的優(yōu)良材料。 (2)輕質(zhì)Si-Al封裝材料：具有低密度、高導(dǎo)熱率和與半導(dǎo)體材料相近的熱膨脹系數(shù)，是理想的新型電子封裝材料，尤其適用于航空航天等需要輕質(zhì)低膨脹封裝材料的應(yīng)用領(lǐng)域。 新型高溫（>1200℃）抗氧化耐磨材料研究與應(yīng)用： 在高溫磨損條件下可以保持良好的抗氧化性能，廣泛適用于高溫加熱爐等應(yīng)用領(lǐng)域。

在傳統(tǒng)的半固態(tài)鋁合金觸變成形技術(shù)中，電磁攪拌和電磁感應(yīng)重熔加熱的功率較大、效率很低、能耗很高，半固態(tài)坯料的液相分數(shù)不能太高，成形非常復(fù)雜零件毛坯時遇到困難，而且坯料的鋸屑、坯料重熔加熱時的流失金屬、澆注系統(tǒng)和廢品不能馬上回用，增加了觸變成形的生產(chǎn)成本。因此，如何進一步降低生產(chǎn)成本成為當(dāng)今半固態(tài)鋁合金成形技術(shù)應(yīng)用的最重要的主題。 在國家九五、十五和十一五“863”高技術(shù)發(fā)展計劃的支持下，我校研制開發(fā)的先進鋁合金半固態(tài)流變成形技術(shù)已經(jīng)成熟，成功地流變成形了汽車零件，如圖1所示。與一般半固態(tài)鋁合金觸變成形相比，該半固態(tài)鋁合金流變成形的生產(chǎn)工藝流程大大縮短，設(shè)備投資也將大幅度減少，半固態(tài)流變成形零件的生產(chǎn)成本將會明顯降低。目前，該項目已經(jīng)通過國家“863”計劃組織的專家委員會的驗收。 由于半固態(tài)鋁合金流變成形不易發(fā)生噴濺、裹氣少、凝固收縮小，流變成形的零件毛坯致密，能夠熱處理強化，因此采用本半固態(tài)流變成形技術(shù)成型的鋁合金零件的力學(xué)性能遠遠超過鋁合金壓鑄件的力學(xué)性能，滿足國家技術(shù)標準。而且，流變成形的零件毛坯不存在宏觀偏析，力學(xué)性能更均勻；可以實現(xiàn)近終化成形，大為減少機加工量，降低加工成本；易于實現(xiàn)機械化或自動化操作，生產(chǎn)效率高；減輕了模具的熱沖擊，提高了模具的壽命。該技術(shù)具有電磁攪拌和均熱能耗低，漿料表面氧化程度輕，輸送方便，漿料的固相分數(shù)可以靈活控制，便于成形各種復(fù)雜零件，而且半固態(tài)鋁合金漿料流變成形后的澆注系統(tǒng)、廢品將直接在本車間回用，降低原料成本。與傳統(tǒng)的半固態(tài)鋁合金觸變成形相比，半固態(tài)鋁合金流變成形的生產(chǎn)工藝流程大大縮短，設(shè)備投資也將大幅度減少，半固態(tài)流變成形零件的生產(chǎn)成本將會明顯降低。 該技術(shù)以北京科技大學(xué)擁有的中國發(fā)明專利00 1 09540.4為支撐，具有原創(chuàng)性及完全的知識產(chǎn)權(quán)。 目前，鋁合金半固態(tài)流變成形應(yīng)用主要集中在汽車零件和耐壓閥體等零件，如汽車制動總泵殼、油道、輪轂等，也可以應(yīng)用于其他要求較高的零件毛坯，如航空、航天、摩托車和電子行業(yè)的鋁合金零件等。鋁合金半固態(tài)流變成形零件毛坯不但具有優(yōu)良的力學(xué)性能。

研究閥體零件多向擠壓成形工藝過程中材料流動特征，指出加載路徑對材料流動的影響規(guī)律，優(yōu)化加載路徑，有效避免成形缺陷；已成功研發(fā)了鋁合金、銅合金以及黑色金屬的半固態(tài)成形工藝，成形零件強度、硬度顯著提高，形成了復(fù)雜閥體半固態(tài)擠壓鑄造、半固態(tài)多向鍛造工藝體系；研制了實現(xiàn) 6 個加載方向數(shù)控成形液壓機，利用機架及特制液壓缸有效減少了液壓系統(tǒng)安裝空間。

采用塑性成形工藝成形具有復(fù)雜特征的軸類零件（如螺紋、花鍵、蝸桿、絲杠），相比于傳統(tǒng)的切削加工工藝，零件精度高、機械性能好、生產(chǎn)率高、材料利用率高，是一種高效精確體積成形技術(shù)。根據(jù)不同零件特征發(fā)展一系類新工藝：將中高頻感應(yīng)加熱同螺紋、花鍵滾壓成形相結(jié)合，解決了高強度鋼螺紋、花鍵滾壓成形問題；復(fù)合振動的復(fù)雜齒形滾軋、擠壓工藝有效改善了成形零件質(zhì)量；提出了螺紋齒高大、變形量大的長螺紋（絲杠）零件塑性成形方法；發(fā)展可鍛軋一體化蝸桿的精密塑性成形工藝等。為之配套的工裝、伺服直驅(qū)設(shè)備體系與相關(guān)技術(shù)完備。

采用局部加載增量成形大型復(fù)雜構(gòu)件可有效減少成形載荷、提高材料成形極限、拓展構(gòu)件成形尺寸范圍、提高設(shè)備成形能力，是采用難變形材料的大型復(fù)雜構(gòu)件近凈省力成形的有效途徑。揭示了大型復(fù)雜構(gòu)件局部加載成形過程的加載狀態(tài)并建立了下材料流動解析模型；發(fā)展了適用于大型復(fù)雜構(gòu)件三維坯料設(shè)計的解 析-數(shù)值混合方法；構(gòu)件了能快速穩(wěn)定實現(xiàn)局部加載的液壓機的液壓系統(tǒng)，獲得相同裝機功率下遠大于整體加載成形的成形能力。工藝理論已形成系統(tǒng)，且技術(shù)成熟度高，撰寫綜述論文發(fā)表于國際 SCI 期刊，已在實現(xiàn)局部的液壓系統(tǒng)方面申請發(fā)明專利多項。

該項目屬于粉末冶金學(xué)科。高性能特種材料具有其他材料不具備的特殊性能，在高技術(shù)領(lǐng)域中具有不可取代的關(guān)鍵作用。然而，這類材料往往硬度高、脆性大，難以采用傳統(tǒng)技術(shù)加工制備，成為許多國防和民用高技術(shù)裝備發(fā)展的瓶頸。為此，項目基于粉體流變成形原理，研發(fā)了難加工材料的近終形制造新技術(shù)，廣泛應(yīng)用于國防和民用高技術(shù)領(lǐng)域。主要發(fā)明點如下：1. 發(fā)明了高性能特種材料的粉末注射成形新工藝，實現(xiàn)了金屬鎢、氮化鋁、含氮不銹鋼等難加工材料制品的近終形制造；發(fā)明了專用注射成形機、側(cè)抽芯新結(jié)構(gòu)模具等關(guān)鍵工藝裝備；創(chuàng)立了基于機器視覺的粉末注射成形產(chǎn)品尺寸和外觀質(zhì)量在線自動檢測、工業(yè)機器人動態(tài)抓取和分揀軟硬件系統(tǒng)，首次實現(xiàn)了全自動化生產(chǎn)和高質(zhì)量穩(wěn)定性控制，生產(chǎn)效率提高 6 倍以上。2. 首創(chuàng)了適合注射成形的近球形微細特種粉體制備和改性新技術(shù)。提出基于酸根離子的化學(xué)推進劑理論，創(chuàng)立了可控溶液燃燒合成難熔金屬和氮化物反應(yīng)體系和工藝，制備出粒徑小于 50nm 的高分散近球形氮化鋁和鎢基粉體。創(chuàng)立了“氣流分級分散-等離子球化”粉體改性技術(shù)，制備出滿足精密多孔陰極需要的細粒徑窄分布（5±2μm）球形鎢粉。3. 發(fā)明了適合不同材料的粘結(jié)劑體系及成形和高效脫脂工藝。提出基于聚合物功能基團的多組元粘結(jié)劑設(shè)計原理，創(chuàng)立了兩相流協(xié)調(diào)運動模型，闡明了兩相分離和缺陷產(chǎn)生的不確定性機制，發(fā)明了殘?zhí)夹汀⒌蜌埩粜秃透哒承哉辰Y(jié)劑體系，有效解決了坯體兩相分離、變形、增氧、缺陷等控制難題，產(chǎn)品尺寸精度達到±0.2%。4. 發(fā)明了多孔脫脂坯強化燒結(jié)致密化和組織性能精確調(diào)控技術(shù)。提出金屬鎢的低溫?zé)o壓活化燒結(jié)致密化理論和鈍化處理孔隙結(jié)構(gòu)精確調(diào)控技術(shù)，突破了高致密度鎢的細晶化和多孔鎢的孔隙均勻化技術(shù)瓶頸，燒結(jié)金屬鎢電極的晶粒尺寸僅 570nm，抗電子轟擊性能提高 2 個數(shù)量級，多孔鎢的活性物質(zhì)填充量提高 20%；綜合利用液相燒結(jié)和殘?zhí)肌懊撗酢痹恚鉀Q了氮化鋁高致密化、晶界相控制和晶格凈化等難題，熱導(dǎo)率高達 248W·m-1·K-1。項目授權(quán)中國發(fā)明專利 60 項、實用新型專利 65 項，申請 PCT 專利 2 項，軟件著作權(quán) 6 項，合作出版著作 5 部，發(fā)表 SCI 論文 104 篇。項目引領(lǐng)了粉末注射成形行業(yè)發(fā)展，建成了世界規(guī)模最大的粉末注射成形生產(chǎn)線。科技成果評價專家組認為：“創(chuàng)新性強，屬于重要的軍民兩用技術(shù)”；“為我國國防先進武器和民用工業(yè)領(lǐng)域研制和生產(chǎn)了多種關(guān)鍵零件”；“應(yīng)用成效明顯，整體技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平”。獲教育部技術(shù)發(fā)明一等獎 2 項、中國有色金屬工業(yè)技術(shù)發(fā)明一等獎 1項。成果推廣應(yīng)用于 20 余家企業(yè)，建成生產(chǎn)線 47 條。近三年，新增銷售 54.09億元，新增利潤 7.05 億元，多種產(chǎn)品解決了國防裝備建設(shè)和研發(fā)的“卡脖子”問題，社會經(jīng)濟效益顯著。

作為機器基礎(chǔ)件的齒輪近幾年來在向高速、低噪聲、高可靠性發(fā)展。為適應(yīng)發(fā)展的要求，幾乎所有的高速齒輪都采用高精度，硬齒面，齒廓和齒向修形。成形磨齒機在齒廓修形和齒向修形具有無法比擬的優(yōu)勢，能夠滿足高階復(fù)雜修形要求，使得這種現(xiàn)代先進方法成為磨齒機發(fā)展的主要方向。本項目在漸開線齒輪成形磨齒工藝軟件開發(fā)過程中考慮了軸齒輪，盲端齒輪等特殊齒輪情況，對于高階復(fù)雜修形齒面計算、砂輪截形優(yōu)化、三維磨削過程可視化、基于KBE技術(shù)的齒輪工藝參數(shù)智能化管理等技術(shù)難題，進行了重點開發(fā)。并在齒輪動態(tài)性能預(yù)測及噪聲控制軟件部分實現(xiàn)技術(shù)突破，軟件可實現(xiàn)齒輪噪音對比預(yù)測，并能優(yōu)化齒輪參數(shù)，以降低齒輪運行時振動噪聲目的。此功能的開發(fā)大大縮短了齒輪加工工藝調(diào)整周期，形成了一體化智能成形磨齒系統(tǒng)。L300G多功能數(shù)控成形磨齒機整體采用臥式布局，以適應(yīng)盤形齒輪和軸類齒輪加工。機床的特點是機床結(jié)構(gòu)簡單，操縱可靠輕易；運動控制系統(tǒng)、修整系統(tǒng)都有NC數(shù)控軸控制；人機操作方便、可視化強，結(jié)合KBE技術(shù)對齒輪工藝數(shù)據(jù)智能化管理，即可完成齒輪齒向任意修正；磨削時冷卻液都采用高壓供給并有真空過濾以及油霧分離裝置；具有較高的加工精度，本機床能達到GB10095-88 3級，表面粗糙度達Ra0.4μm，齒輪周節(jié)累計誤差達到2級。成形磨齒機適合于單件小批量生產(chǎn)，又適合大批量生產(chǎn)，加工效率較高，在加工相同精度和規(guī)格的齒輪性價比明顯高。另外，本機床在漸開線齒輪成形磨齒工藝軟件基礎(chǔ)上，相繼進行了擺線齒輪、軸外圓、花鍵、蝸輪磨削工藝軟件的開發(fā)，真正實現(xiàn)了“一機多用”的多功能磨齒機開發(fā)，這也是綠色制造技術(shù)的集中體現(xiàn)。

本發(fā)明公開了一種電磁漸進成形方法，該方法采用分層方式， 自下而上逐層成形，每次成形只成形局部位置，不斷擴大貼模范圍， 直至完成整個工件的成形；然后再進行整形，以提高板料的成形質(zhì)量， 最終得到厚度分布均勻，得到表面質(zhì)量好的殼體零件。整形可以采取 矯形線圈或矯形線圈加集磁器的方式進行。本發(fā)明通過分層成形后使 板料流動增加，抑制了局部的減薄現(xiàn)象；同時，本發(fā)明可以解決電磁 漸進成形中由于失穩(wěn)起皺導(dǎo)致的板料波浪起伏的現(xiàn)象，有利

成果描述：苯酚是重要的基本有機化工原料，在工業(yè)上具有廣泛的用途，其需求量大，主要用于生產(chǎn)雙酚Ａ(亞異丙基二酚)和酚醛樹脂，也用于生產(chǎn)己內(nèi)酰胺、苯胺、烷基酚、脂肪酸等產(chǎn)品, 此外，苯酚還可直接用作化學(xué)試劑、防腐劑和消毒劑。近年來，由于電子通訊、汽車工業(yè)和建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，苯酚的一些下游產(chǎn)品需求增長較快，相應(yīng)帶動了對苯酚需求的強勁增長，世界苯酚需求大約以年均3%~4%的速度增長。目前世界上生產(chǎn)苯酚的主要方法有異丙苯法、甲苯-苯甲酸法。其中異丙苯法是目前世界上生產(chǎn)苯酚最主要的方法，其生產(chǎn)能力約占世界苯酚總生產(chǎn)能力的92 %，目前，苯酚合成工藝正向無廢、少廢、不聯(lián)產(chǎn)丙酮技術(shù)發(fā)展。 本成果提供原料易得、價廉、制備成本低、性能穩(wěn)定、壽命長、可重復(fù)使用的催化劑。采用活性炭直接作為苯羥基化制取苯酚的催化劑，可獲得單程收率12%，選擇性75-80%，重復(fù)10次左右活性保持基本不變；經(jīng)硝酸氧化改性的活性炭浸漬負載硫酸鐵后烘干，制得載鐵活性炭，采用載鐵活性炭作為催化劑，可實現(xiàn)溫和條件下（30℃，接近常溫）高選擇性制取苯酚，收率可提高到20%，選擇性達到90%以上；采用連續(xù)流動反應(yīng)器體系，在優(yōu)化的工藝條件下，最好可得到苯酚收率28.1%和選擇性大于98%。此成果中的載鐵活性炭有較好的的實用性，可用于取代苯的環(huán)氧化。市場前景分析：該項技術(shù)可應(yīng)用于化工生產(chǎn)企業(yè)，使用該項技術(shù)，可以避免副產(chǎn)物，苯酚單程收率高，原料可回收進一步使用，生產(chǎn)過程更容易達到環(huán)評要求。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：催化劑活性評價： 30 °C、苯:H2O2為 1:3、載鐵催化劑用量0.5g、反應(yīng)時間4~7 h，苯酚收率> 20 %。 催化劑穩(wěn)定性評價： 30 °C、苯:H2O2為 1:3、載鐵催化劑用量0.5g、反應(yīng)時間4~7 h，催化劑重復(fù)3次，活性保持基本不變。 國內(nèi)先進。

在二氧化碳綠色溶劑中低溫一步法實現(xiàn)納米金屬顆粒的控制性合成；2. 合成后直接得到大量的固體催化劑，無需高溫高壓，無需使用任何的有機或無機溶劑；3 . 生物質(zhì)固體廢物碳中性是可再生的低碳能源，實現(xiàn)生物質(zhì)廢物能源化的價值；4. 液體燃料高選擇性（接近100%）高產(chǎn)率合成。