项目名称高性能复杂整体薄壁构件高效精确热介质压力成形.docx

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项目名称高性能复杂整体薄壁构件高效精确热介质压力成形

项目名称:

高性能复杂整体薄壁构件高效精确热介质压力成形技术

推荐单位：

哈尔滨工业大学

项目简介

新一代航空、航天、高铁和新能源汽车等高端装备向大型化、轻量化、高速化、长寿命、高可靠发展，出现一类大尺寸高性能复杂整体薄壁构件。

材料难变形、复杂形状与高性能互相耦合，使得此类构件制造难度极大，超出现有制造技术的边界和物理极限。

为了解决传统热成形技术以及流体高压成形技术在制造大尺寸高性能复杂整体薄壁构件时存在的难题，本项目创新性地提出了“高效精确热介质压力成形技术”。

其基本成形原理为：

采用电流自阻加热和感应加热等快速加热方式，以热介质（气体介质、热油介质、颗粒介质）作为柔性加载介质，并通过刚体模具与柔性介质复合，成形出难变形材料复杂形状整体构件，最终在模具内通过高压冷气实现形状精度与组织性能一体化控制。

在国家杰出青年基金、国家科技重大专项、国防项目、总装预研项目，以及载人航天、新一代火箭飞机研制项目，高铁和新能源汽车等企业项目支持下，投入科研经费万元。

经过十余年深入系统研究，针对材料难变形、复杂形状与高性能耦合带来的巨大技术挑战，通过理论工艺装备一体化创新，形成了自主知识产权关键技术，获得的创新性成果如下：

（）建立了基于双硬化与软硬化协调机制的复杂板壳热变形理论；

（）发明了基于电流快速加热的复杂异形管类整体结构热介质压力成形工艺方法；

（）发明了复杂曲面板类整体结构刚柔介质协调热介质压力成形工艺方法；

（）发明了基于冷热介质快速转换的模内高压气淬形性一体化调控方法；

（）研发出具有多工艺参量耦合加载和冷热介质快速转换功能的数控热介质成形装备。

核心技术指标：

最高成形温度℃，最高气体压力，整体构件径厚比达，局部微小尺寸比，大尺寸构件小圆角比，尺寸精度（贴模度），构件强度变化率≥，大尺寸板类构件成形效率件，比国外高倍。

获授权国家发明专利项，培养博士名、硕士名。

发表论文篇、论文篇，他引次。

经技术鉴定：

“该项目总体水平处于国际领先，具有显著的经济社会效益和广阔的应用前景。

”

为家企业研制了大批量生产用热介质压力成形装备，工艺和模具成套技术提供给今创集团股份有限公司、中车长春轨道客车股份有限公司、捷安特（昆山）有限公司等企业，实现地铁门立柱罩、车头棱线、高档自行车车架等零件大批量生产；多种产品已用于新型隐形战机、高推比航空发动机、载人航天、高超音速飞行器等重大国防装备关键构件的研制，解决了一批国家重大需求和工业生产中的瓶颈难题。

推广应用情况

本项目自主研发的热介质压力成形技术已应用于新一代航空、航天、高铁和新能源汽车等行业和领域。

主要应用单位情况：

应用单位名称

应用技术

应用的起止时间

联系人

电话

经济效益（万元）

中航工业沈阳飞机工业（集团）有限公司

新型四代战机铝合金蒙皮

至今

迟彩楼

（节支）

中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司

高推比航空发动机高温合金封严环

至今

李晓光

（节支）

中国航发南方工业集团有限公司

航空发动机高温合金出口内壁

至今

吴超

航空发动机制造

首都航天机械公司

舱外航天服生保系统铝合金异形管件

至今

祝世强

（产值）

（节支）

首都航天机械公司

高超声速飞行器二元进气道

至今

敖洪峰

高超声速飞行器研制

今创集团股份有限公司

伦敦地铁铝合金门立柱罩

至今

孔祥进

（产值）

（节支）

中车长春轨道客车股份有限公司

标动铝合金车头棱线零件

至今

梁继业

（节支）

中车长春轨道客车股份有限公司

重庆地铁铝合金车头门框

至今

梁继业

（节支）

捷安特（昆山）有限公司

高档自行车铝合金异形管件

至今

林国华

（产值）

（利税）

河北中亿永兴工贸有限公司

新能源汽车铝合金异形管件

至今

杨联升

（产值）

经济效益单位：

万元人民币

项目总投资额

回收期（年）

年份

新增利润

新增税收

创收外汇

（美元）

节支总额

累计

各栏目的计算依据：

项目投资额（万元）包括：

国家杰出青年基金、总装预研等纵向经费万，捷安特（昆山）有限公司、首都航天机械有限公司等横向经费万元。

效益额根据家公司近三年效益证明统计（利润税收节支）（万元）：

首都航天机械有限公司（）、今创集团股份有限公司（）、捷安特昆山有限公司（）、河北中亿永兴工贸有限公司（）。

项目新增产值总额为万元，不包括部分企业因商业秘密不能提供的数据，以及航空、航天和国防产品效益。

新能源电动汽车电池质量增加约，底盘和车身构件迫切需要采用铝合金代替钢实现轻量化。

采用热介质压力成形生产铝合金异形整体管件，是提高我国新能源汽车综合性能、实现节能环保指标的重要保证。

为满足以上高速运行的气动性能、减少风阻，高铁机车外覆盖件的形状越来越复杂。

采用热介质压力成形制造带有大尺寸和局部尖角几何特征的空间棱线零件，是我国新一代高铁动车组制造技术的重要创新。

新型战机、新一代航空发动机对隐身性能、超音速飞行气动性能、可靠性等要求极高，采用热介质压力成形的铝合金整体蒙皮构件、高温合金出口内壁等，尺寸精度和构件性能明显优于设计要求，是我国在难变形整体薄壁构件制造技术的重要创新。

曾获科技奖励情况

无

主要知识产权证明目录

、发明专利

序号

知识产权

具体名称

国家

（地区）

授权号

授权日期

证书编号

权利人

发明人

发明专利有效状态

一种封闭异形截面钛合金进气道的整体低温高压成形工艺

中国

国密

第号

哈尔滨工业大学

刘钢，苑世剑，何祝斌

有效

一种大截面差异形截面管件胀压复合成形方法

中国

第号

哈尔滨工业大学

何祝斌，张坤，苑世剑

有效

一种板材温热介质充液成形设备

中国

第号

北京航空航天大学

郎利辉，刘康宁，蔡高参，郭禅

有效

一种钛合金封闭变截面件温热高压成形设备

中国

国密

第号

哈尔滨工业大学

刘钢，苑世剑，王建珑，何祝斌

有效

一种电流辅助钛合金波纹管热成形装置和方法

中国

第号

哈尔滨工业大学

王国峰，赵淘，杜志豪，刘小林，杨默，赵相禹

有效

一种薄壁管件变角度斜向冲击实验夹具

中国

第号

大连理工大学

亓昌，杨姝，刘维生，李庆余，孙勇，裴连政

有效

利用取件托板快速取件板材高温拉深成形方法

中国

第号

哈尔滨工业大学

何祝斌，凡晓波，郭乾应，韩玉杰，吴顺通

有效

电流辅助钛合金波纹管热成形模具及方法

中国

第号

哈尔滨工业大学

王国峰，刘淑芬，孙超，曹凤超，李优，吴雪松

有效

高强钢细长结构件电流辅助快速热成形装置及方法

中国

第号

哈尔滨工业大学

王国峰，吴雪松，刘淑芬，孙超，高静，代想想，杜志豪

有效

一种复杂零件小特征部位的冲击液压复合成形工艺

中国

第号

北京航空航天大学

郎利辉，王少华

无效

一种发动机中用密封环成型方法及模具装置

中国

第号

北京航空航天大学

郎利辉，王永铭，周贤宾，段新民，邵天巍，陈汇

有效

一种提高板材成形极限的方法

中国

第号

北京航空航天大学

郎利辉，蔡高参，刘宝胜，李慧丽，杜平梅

无效

一种提高板材成形极限的装置

中国

第号

北京航空航天大学

郎利辉，刘宝胜，蔡高参，李慧丽，杜平梅

无效

大型薄壁复杂特征板材双向加压充液成形方法

中国

第号

北京航空航天大学

郎利辉，孔德帅，孙志莹，阮尚文，谷珊珊

有效

异种材料双层管材的热胀形制备方法

中国

第号

哈尔滨工业大学

王志彪，何祝斌，陈久亮，黄荆城，杨诚，刘武

有效

一种高温用柔性增压缸

中国

第号

北京航空航天大学

郎利辉，张虎，刘宝胜，李慧丽，蔡高参

无效

一种板材复合成形方法

中国

第号

北京航空航天大学

郎利辉，周贤宾

无效

电流辅助柔性压辊拉形钛合金方法及压辊拉形装置

中国

第号

哈尔滨工业大学

王国峰，刘博洋，王长文，郭晓云，张凯锋，杨波平

有效

钛及钛合金电流辅助热旋压成形方法

中国

第号

哈尔滨工业大学

王国峰，蒋少松，卢振，张凯锋，苑世剑，刘钢

有效

电流辅助钛及钛合金波纹管单波连续成形装置及成形方法

中国

第号

哈尔滨工业大学

王国峰，张凯锋

无效

一种多杆施力的薄壁坯料逐步成形方法

中国

第号

哈尔滨工业大学

张坤，林艳丽，何祝斌，苑世剑

有效

采用轴向不等壁厚管成形等壁厚变直径管件的方法

中国

第号

哈尔滨工业大学

何祝斌，陈久亮，苑世剑

有效

一种压力辅助薄壁坯料精密加工方法

中国

第号

哈尔滨工业大学

何祝斌，苑世剑

有效

管板复合充液成形方法

中国

第号

北京航空航天大学

郎利辉，程鹏志

有效

美国

哈尔滨工业大学

初冠南，林艳丽，苑世剑

有效

、计算机软件著作权

序号

计算机软件

著作权名称

国家

（地区）

授权号

授权日期

证书编号

权利人

发明人

有效状态

金属热态气压成形系统超高压气源压力精确控制软件

中国

软著登字

第号

哈尔滨工业大学

何祝斌，苑世剑，刘钢，凡晓波

有效

管材热态气压成形系统气液增压缸位移精确控制软件

中国

软著登字

第号

哈尔滨工业大学

何祝斌，凡晓波，苑世剑，刘钢

有效

管材力学性能的液压胀形法分析测试软件

中国

软著登字

第号

哈尔滨工业大学

何祝斌，林艳丽，孙毅，苑世剑

有效

承诺：

上述知识产权用于提名国家高等学校技术发明奖的情况，已征得未列入项目主要完成人的作者的同意。

知识产权归国内所有，且不存在争议。

第一完成人签名：

主要完成人情况

姓名

苑世剑

性别

男

排名

国籍

中国

出生年月

出生地

黑龙江省

民族

汉族

身份证号

归国人员

是

归国时间

技术职称

教授

最高学历

研究生

最高学位

博士

毕业学校

哈尔滨工业大学

毕业时间

所学专业

金属塑性加工

电子邮箱

办公电话

移动电话

通讯地址

哈尔滨工业大学信箱

邮政编码

工作单位

哈尔滨工业大学

行政职务

国家级重点实验室主任

二级单位

材料科学与工程学院

党派

中国共产党

完成单位

哈尔滨工业大学

所在地

黑龙江

单位性质

高等院校

参加本项目的起止时间

至

对本项目主要学术贡献：

对发明点（）（）（）（）（）做出了重要贡献。

该项目学术带头人，负责总体技术方案设计与规划，提出技术原理和方法。

建立了基于双硬化与软硬化协调机制的复杂板壳热变形理论；发明了基于电流快速加热的异形管类整体结构热介质压力成形工艺方法；发明了复杂曲面板类整体结构刚柔介质协调热介质压力成形工艺方法；发明了基于冷热介质快速转换的模内高压气淬形性一体化调控方法；发明了基于冷热介质快速转换的模内高压气淬形性一体化调控方法。

授权发明专利项（见附件、、、、、、、）、软件著作权项。

出版专著《精密热加工新技术》。

曾获国家科技奖励情况：

复杂曲面薄壁件流体压力成形关键技术及应用、国家技术发明奖二等奖、、排名；

轻量化整体构件内高压成形技术、国家科技进步奖二等奖、、排名；

大型封闭壳体内压成形技术、国家科技进步奖二等奖、、排名。

声明：

本人同意完成人排名,遵守《国家科学技术奖励条例》及其实施细则的有关规定，承诺遵守评审工作纪律，保证所提供的有关材料真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保密规定》等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。

该项目是本人本年度被提名的唯一项目。

如有材料虚假或违纪行为，愿意承担相应责任并接受相应处理。

如产生争议，保证积极配合调查处理工作。

本人签名：

年月日

完成单位声明：

本单位确认该完成人情况表内容真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保密规定》等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。

如产生争议，愿意积极配合调查处理工作。

工作单位声明：

本单位对该完成人被提名无异议。

单位（盖章）

年月日

姓名

何祝斌

性别

男

排名

国籍

中国

出生年月

出生地

江苏省

民族

汉族

身份证号

归国人员

是

归国时间

技术职称

教授

最高学历

研究生

最高学位

博士

毕业学校

哈尔滨工业大学

毕业时间

所学专业

金属塑性加工

电子邮箱

办公电话

移动电话

通讯地址

大连理工大学机械东楼

邮政编码

工作单位

大连理工大学

行政职务

无

二级单位

机械工程学院

党派

中国共产党

完成单位

哈尔滨工业大学

所在地

黑龙江

单位性质

高等院校

参加本项目的起止时间

至

对本项目主要学术贡献：

对发明点（）（）（）（）做出了重要贡献。

发明了一种封闭异形截面钛合金进气道的整体低温高压成形工艺，揭示了高温快速加载条件下应变和应变速率双硬化机制；发明了大截面差异形截面管件胀压复合成形方法，突破了管坯快速加热与温度精确控制、模具快速加热与温度梯度调控等关键技术，解决了温度压力加压速率位移复合加载条件下超薄异形管缺陷控制难题；发明了快速取件的板材高温拉深成形方法。

授权发明专利项、软件著作权项。

曾获国家科技奖励情况：

复杂曲面薄壁件流体压力成形关键技术及应用、国家技术发明奖二等奖、、排名；

轻量化整体构件内高压成形技术、国家科技进步奖二等奖、、排名。

声明：

本人遵守《国家科学技术奖励条例》及其实施细则的有关规定和国家科学技术奖励工作办公室对推荐工作的具体要求，保证所提交材料真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保密规定》等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。

该项目是本人本年度被推荐的唯一项目。

如有虚假，愿意承担相应责任并接受相应处理。

如产生争议，保证积极配合调查处理工作。

本人签名：

年月日

完成单位声明：

本单位确认该完成人情况表真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保密规定》等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。

如产生争议，愿意积极配合调查处理工作。

工作单位声明：

本单位对该完成人报奖无异议。

单位（盖章）

年月日

姓名

郎利辉

性别

男

排名

国籍

中国

出生年月

出生地

河南省

民族

汉族

身份证号

归国人员

是

归国时间

技术职称

教授

最高学历

研究生

最高学位

博士

毕业学校

哈尔滨工业大学

毕业时间

所学专业

材料加工工程

电子邮箱

办公电话

移动电话

通讯地址

北京航空航天大学新主楼

邮政编码

工作单位

北京航空航天大学

行政职务

无

二级单位

机械工程及自动化学院

党派

中国共产党

完成单位

北京航空航天大学

所在地

北京

单位性质

高等院校

参加本项目的起止时间

至

对本项目主要学术贡献：

对发明点（）（）（）做出了重要贡献。

发明了板材温热介质充液成形设备，突破了坯料局部温场调控及缺陷控制关键技术，实现了宏域大尺寸局部小特征板类整体构件高效精确成形，大幅提高了构件形状精度和壁厚均匀性；发明了板材复合成形方法及管板复合充液成形方法，研制出板类构件热介质成形设备，实现了新型四代战机铝合金蒙皮、新型航空发动机高温合金封严环和隔热屏的批量生产。

授权发明专利项。

曾获国家科技奖励情况：

无

声明：

本人遵守《国家科学技术奖励条例》及其实施细则的有关规定和国家科学技术奖励工作办公室对推荐工作的具体要求，保证所提交材料真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保密规定》等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。

该项目是本人本年度被推荐的唯一项目。

如有虚假，愿意承担相应责任并接受相应处理。

如产生争议，保证积极配合调查处理工作。

本人签名：

年月日

完成单位声明：

本单位确认该完成人情况表真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保密规定》等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。

如产生争议，愿意积极配合调查处理工作。

工作单位声明：

本单位对该完成人报奖无异议。

单位（盖章）

年月日

姓名

王国峰

性别

男

排名

国籍

中国

出生年月

出生地

黑龙江省

民族

汉族

身份证号

归国人员

是

归国时间

技术职称

教授

最高学历

研究生

最高学位

博士

毕业学校

哈尔滨工业大学

毕业时间

所学专业

金属塑性加工

电子邮箱

办公电话

移动电话

通讯地址

哈尔滨工业大学信箱

邮政编码

工作单位

哈尔滨工业大学

行政职务

系教案主任

二级单位

材料科学与工程学院

党派

中国共产党

完成单位

哈尔滨工业大学

所在地

黑龙江

单位性质

高等院校

参加本项目的起止时间

至

对本项目主要学术贡献：

对发明点（）（）（）做出了重要贡献。

发明了基于电流快速加热的异形管类整体结构热介质压力成形工艺方法，突破了管坯快速加热与分区温度精确控制关键技术，解决了传统炉内加热升温慢及无法分区温控的难题，实现了大径厚比复杂形状整体管件高效快速成形；突破了刚柔介质顺序加载协调变形、坯料局部温场调控及缺陷控制关键技术，解决了局部集中变形控制的难题，成功应用于高铁和地铁车辆铝合金结构件的批量生产。

授权发明专利项。

曾获国家科技奖励情况：

无

声明：

本人同意完成人排名,遵守《国家科学技术奖励条例》及其实施细则的有关规定，承诺遵守评审工作纪律，保证所提供的有关材料真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保密规定》等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。

该项目是本人本年度被提名的唯一项目。

如有材料虚假或违纪行为，愿意承担相应责任并接受相应处理。

如产生争议，保证积极配合调查处理工作。

本人签名：

年月日

完成单位声明：

本单位确认该完成人情况表内容真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保密规定》等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。

如产生争议，愿意积极配合调查处理工作。

工作单位声明：

本单位对该完成人被提名无异议。

单位（盖章）

年月日

姓名

凡晓波

性别

男

排名

国籍

中国

出生年月

出生地

四川省

民族

汉族

身份证号

归国人员

否

归国时间

无

技术职称

副研究员

最高学历

研究生

最高学位

博士

毕业学校

哈尔滨工业大学

毕业时间

所学专业

金属塑性加工

电子邮箱

办公电话

无

移动电话

通讯地址

辽宁省大连市大连理工大学机械学院室

邮政编码

工作单位

大连理工大学

行政职务

无

二级单位

机械工程学院

党派

中国共产党

完成单位

哈尔滨工业大学

所在地

黑龙江

单位性质

高等院校

参加本项目的起止时间

至

对本项目主要学术贡献：

对发明点（）做出了重要贡献。

发明了快速取件板材高温拉深成形方法，突破了模具约束下均匀降温与冷却速率精确控制、快速降温过程畸变控制等关键技术，实现了复杂整体结构尺寸精度与性能一体化调控，保证了构件综合性能优于原始坯料；突破了超高压下大压缩比气体介质增压与传输、冷热介质快速转换关键技术。

授权发明专利项、软件著作权项。

曾获国家科技奖励情况：

无

声明：

本人遵守《国家科学技术奖励条例》及其实施细则的有关规定和国家科学技术奖励工作办公室对推荐工作的具体要求，保证所提交材料真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保密规定》等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。

该项目是本人本年度被推荐的唯一项目。

如有虚假，愿意承担相应责任并接受相应处理。

如产生争议，保证积极配合调查处理工作。

本人签名：

年月日

完成单位声明：

本单位确认该完成人情况表真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保密规定》等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。

如产生争议，愿意积极配合调查处理工作。

工作单位声明：

本单位对该完成人报奖无异议。

单位（盖章）

年月日

姓名

亓昌

性别

男

排名

国籍

中国

出生年月

出生地

陕西省

民族

汉族

身份证号

归国人员

是

归国时间

技术职称

教授

最高学历

研究生

最高学位

博士

毕业学校

密歇根大学

毕业时间

所学专业

结构分析优化

电子邮箱

办公电话

移动电话

通讯地址

大连理工大学综合实验号楼

邮政编码

工作单位

大连理工大学

行政职务

院系副院长

二级单位

汽车工程学院

党派

中国共产党

完成单位

大连理工大学

所在地

辽宁

单位性质

高等院校

参加本项目的起止时间

至

对本项目主要学术贡献：

对发明点（）做出了重要贡献。

发明了一种薄壁管件变角度斜向冲击实验夹具，实现了复杂异形管类整体结构工艺性和结构特性的耦合优化仿真，建立了基于热介质压力成形工艺的复杂管类结构的设计方法，保证了高性能复杂整体轻量化结构的高效精确成形的。

授权发明专利项。

曾获国家科技奖励情况：

无

声明：

本人遵守《国家科学技术奖励条例》及其实施细则的有关规定和国家科学技术奖励工作办公室对推荐工作的具体要求，保证所提交材料真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保密规定》等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。

该项目是本人本年度被推荐的唯一项目。

如有虚假，愿意承担相应责任并接受相应处理。

如产生争议，保证积极配合调查处理工作。

本人签名：

年月日

完成单位声明：

本单位确认该完成人情况表真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保密规定》等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。

如产生争议，愿意积极配合调查处理工作。

工作单位声明：

本单位对该完成人报奖无异议。

单位（盖章）

年月日