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本發(fā)明公開了一種牙科用鈦合金材料，合金成分包括鈦、鋯、銅和微量元素，Zr的重量百分比為5～15％，Cu的重量百分比為1～5％，微量元素M的重量百分比為0.05～0.5％，Ti余量。所包括的微量元素M根據(jù)性能匹配的要求可調(diào)節(jié)，至少為鋰或稀土元素鑭、鈰中的一種；其相結(jié)構(gòu)為主相α和少量的β相。材料的性能指標(biāo)如下：維氏硬度為260-320，抗壓強(qiáng)度為1300-2000MPa。

北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院研究開發(fā)的高性能W-Cu、Mo-Cu合金是一類采用新工藝制備的金屬功能材料。自1996年以來，本項(xiàng)目得到了國家自然科學(xué)基金、國防預(yù)研基金等大力支持與資助，歷時6年完成。采用先進(jìn)的活化工藝對原材料粉末進(jìn)行處理，再采用特殊的固結(jié)手段，制備出的W-Cu、Mo-Cu合金性能達(dá)到了國際先進(jìn)水平。它兼有鎢（或鉬）與銅的綜合性能，例如高的導(dǎo)熱性、優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、良好的抗震性、抗燒蝕、抗高溫氣體腐蝕性、以及可調(diào)節(jié)的熱膨脹系數(shù)等。W-Cu合金的密度為16.36g/cm3，熱膨脹系數(shù)為7.2×10-6/℃，熱導(dǎo)率為182Wm-1K-1，彈性模量為274.6GPa，全部達(dá)到或超過了進(jìn)口件的性能，已用于我國國防和電子和民用工業(yè)部門。 由于W-Cu、Mo-Cu合金具有其它材料所不具備的優(yōu)異性能，因此可以在眾多的領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。例如在電子通訊領(lǐng)域可以用于散熱與熱沉材料、電子封裝材料，在工業(yè)電氣領(lǐng)域可以用于真空觸頭，在航空航天領(lǐng)域可用于尾部噴管喉襯、燃?xì)舛妫诘刭|(zhì)勘探與石油領(lǐng)域可用于巖石破碎彈的藥型罩等。

改進(jìn)鋁型材時效處理工藝，鋁合金的斷后伸長率比普通時效工藝下變大（約15%），減小后期鋁合金彎管過程中出現(xiàn)裂紋或者斷裂的概率，也避免了工藝造成鋁合金管材容易刮擦劃傷的質(zhì)量問題；通過鋁合金成形CAE技術(shù)，選擇合理工藝參數(shù)，提高鋁合金成形質(zhì)量；采用等溫擠出技術(shù)改善材料強(qiáng)度和塑性。

/space團(tuán)隊研究開發(fā)了醫(yī)用鈦合金表面處理新工藝，包括微弧氧化法制備含鈣磷涂層和電化學(xué)沉積法制備羥基磷灰石涂層。其中微弧氧化法制備的鈦合金醫(yī)用涂層中鈣磷總含量超過20at.%，Ca/P接近1.67，涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度超過50MPa，涂層性能遠(yuǎn)超高目前臨床應(yīng)用HA涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度。開發(fā)的醫(yī)用鈦合金電化學(xué)沉積羥基磷灰石涂層結(jié)合了水熱法和電化學(xué)沉積法的優(yōu)點(diǎn)，具有HA生長速度快，涂層形貌可控，涂層結(jié)晶度可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。開發(fā)的原位合成法鈦基復(fù)合材料具有制備工藝簡單，增強(qiáng)體與基體界面結(jié)合良好，增強(qiáng)體在基體中分布均勻，具有可設(shè)計性等優(yōu)點(diǎn)。

隨著鋁合金結(jié)構(gòu)和機(jī)器人自動化焊接的廣發(fā)應(yīng)用，研發(fā)出適應(yīng)機(jī)器人焊接的新型高強(qiáng)鋁合金系列焊絲，可滿足機(jī)器人長時間焊接作業(yè)，送絲流程。通過熔池小冶金，可進(jìn)一步提高焊縫強(qiáng)度。該技術(shù)包括 成熟的配方、生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)線二條。

采用注射成形工藝實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀增壓渦輪的近終成形，并滿足高性能和低成本的要求。根據(jù)注射成形渦輪對零件壁厚的要求，選擇 ?52mm 渦輪作為研制對象，并完成了中空蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計及可靠性校驗(yàn)，中空孔徑確定為 ?5mm，孔深 25mm，如圖 1 所示。對比分析實(shí)芯渦輪和中空渦輪的離心應(yīng)力分布可知，采用中空結(jié)構(gòu)的渦輪，其應(yīng)力分布較原始渦輪應(yīng)力分布一致，但渦輪離心應(yīng)力有所增大，中空結(jié)構(gòu)渦輪的最大離心應(yīng)力為 626MPa，較原始渦輪增加了 20.4%。渦輪采用中空設(shè)計后，自振頻率變化很小，頻率平均變小 0.167%，可近似認(rèn)為沒有變化。中空結(jié)構(gòu)增壓渦輪不僅達(dá)到了減輕重量的目的，而且大幅度減小了燒結(jié)變形。設(shè)計了側(cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)（如圖 2 所示），實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜形狀增壓渦輪的近終成形。采用數(shù)值模擬方法對注射成形充模過程進(jìn)行了模擬，得出了喂料的充模過程（如圖 3 所示），并闡明了渦輪在注射成形過程中產(chǎn)生的缺陷與機(jī)理。優(yōu)化了注射成形工藝參數(shù)，得出最佳的注射成形工藝參數(shù)為：注射溫度為 160℃，注射壓力為 60MPa，模溫為 80℃，最終制備出了無缺陷的注射成形坯。以平均粒度 15μm 的惰性氣體霧化的 K418 鎳基高溫合金為原料，選用 67%裝載量，將粉末與粘結(jié)劑（60%石蠟+15%高密度聚乙烯+15%聚丙烯+10%硬脂酸）于 140℃在開放式混煉機(jī)中混煉 30min，制備出適合鎳基高溫合金粉末注射成形的高效粘結(jié)劑，制備出了流變性能良好的注射喂料。分析了脫脂方法、脫脂制度和脫脂溫度對致密度和最終高溫合金性能的影響，掌握了碳、氧含量的精確控制技術(shù)。通過燒結(jié)+熱等靜壓工藝獲得高致密度的粉末高溫合金，具有晶粒細(xì)小、顯微組織均勻、綜合力學(xué)性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。MIM418 合金 1230℃真空燒結(jié)相對密度為 97%，熱等靜壓后的樣品接近全致密。圖 1 實(shí)芯渦輪和中空結(jié)構(gòu)渦輪圖 2 側(cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)圖 3 渦輪注射填充過程模擬經(jīng)過 1200℃固溶/空冷、750℃時效，MIM418 抗拉強(qiáng)度達(dá)到 1425MPa，屈服強(qiáng)度為1004MPa，延伸率達(dá)到19.4%，與鑄造合金性能相比分別提高了70%，30%，120%。圖 4 為燒結(jié)態(tài)的注射成形渦輪。渦輪表面光潔，尺寸精度高，如圖 4 所示。圖 4 注射成形渦輪制備出滿足渦輪使用性能測試要求的渦輪，渦輪尺寸與內(nèi)部質(zhì)量良好，達(dá)到裝機(jī)測試要求。渦輪樣品在無錫威孚英特邁渦輪增壓器公司進(jìn)行了臺架實(shí)驗(yàn)，圖5 所示為渦輪樣品焊接及部分工裝的照片。鋼軸焊接后接頭抗拉破斷力達(dá)到 18噸，遠(yuǎn)高于鑄造渦輪與鋼軸的焊接強(qiáng)度。轉(zhuǎn)速相同時，粉末注射成形渦輪部件測頻一致性和氣動性能渦端一致性均優(yōu)于鑄造性能，超速飛裂試驗(yàn)停止在 225000轉(zhuǎn)/分與 225000 轉(zhuǎn)/分，增壓器拆檢的結(jié)果可知，超速飛裂試驗(yàn)渦輪表現(xiàn)良好，兩套增壓器的失效皆由渦輪軸斷裂造成。粉末注射成形渦輪樣件測頻一致性優(yōu)于鑄造渦輪，粉末注射成形渦輪與鋼軸聯(lián)結(jié)強(qiáng)度也明顯高于鑄造渦輪。粉末注射成形MIM418 渦輪在超速飛裂試驗(yàn)中表現(xiàn)不俗，在鋼軸斷裂 21.5/22.5 萬轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，渦輪仍保持完好。粉末注射成形渦輪的渦端試驗(yàn)表明，渦輪部件渦端性能一致性較好，3 組樣品渦端的效率曲線基本重合，均在±0.5%的偏差內(nèi)。

  發(fā)明了一種新的熱鍍鋅工藝，不同于傳統(tǒng)的溶劑法，不用助鍍劑實(shí)現(xiàn)熱鍍，沒有大量鋅煙、少鋅灰少鋅渣，除了熱鍍鋅還可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件熱鍍合金鍍層，如Galfan、Galvalume、ZAM等合金。大幅度降低熱鍍鋅的成本，最高可降低70%以上。配合環(huán)保除銹劑使用可徹底解決批量熱鍍鋅的環(huán)保問題。下圖是利用環(huán)保熱鍍工藝做出的Galfan合金（鋅-5%鋁-稀土合金）樣品，這是迄今為止世界上還沒有做出來，也沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。已經(jīng)申報了三項(xiàng)有關(guān)熱鍍Galfan產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)：《鋼管熱浸鍍鋅-5%鋁-稀土合金》《鋼鐵制件熱鍍鋅-5%鋁-稀土合金鍍層技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》《緊固件熱鍍鋅-5%鋁-稀土合金層》。?資金需求： 建設(shè)100萬噸熱鍍鋅產(chǎn)業(yè)基地，需要投資10億元，在省級以上園區(qū)占地300畝，年產(chǎn)值15億元，純利潤5億元。用工1000人，裝卸料實(shí)現(xiàn)自動化后可減少600人用工。可出讓的股份比例：

  發(fā)明了一種新的熱鍍鋅工藝，不同于傳統(tǒng)的溶劑法，不用助鍍劑實(shí)現(xiàn)熱鍍，沒有大量鋅煙、少鋅灰少鋅渣，除了熱鍍鋅還可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件熱鍍合金鍍層，如Galfan、Galvalume、ZAM等合金。大幅度降低熱鍍鋅的成本，最高可降低70%以上。配合環(huán)保除銹劑使用可徹底解決批量熱鍍鋅的環(huán)保問題。下圖是利用環(huán)保熱鍍工藝做出的Galfan合金（鋅-5%鋁-稀土合金）樣品，這是迄今為止世界上還沒有做出來，也沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。已經(jīng)申報了三項(xiàng)有關(guān)熱鍍Galfan產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)：《鋼管熱浸鍍鋅-5%鋁-稀土合金》《鋼鐵制件熱鍍鋅-5%鋁-稀土合金鍍層技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》《緊固件熱鍍鋅-5%鋁-稀土合金層》。資金需求： 建設(shè)100萬噸熱鍍鋅產(chǎn)業(yè)基地，需要投資10億元，在省級以上園區(qū)占地300畝，年產(chǎn)值15億元，純利潤5億元。用工1000人，裝卸料實(shí)現(xiàn)自動化后可減少600人用工。可出讓的股份

開發(fā)的新型快速時效響應(yīng)型 Al-Mg-Si-Cu-Zn 系合金兼具優(yōu)異沖壓成形性能（r>0.6，Δr<0.1）和彎邊性能（rmin/t≤0.6）以及高烤漆硬化增量，其模擬烤漆硬化增量達(dá)到 130-160MPa，室溫放置 45 天后的烤漆硬化增量仍可達(dá) 140MPa 以上，遠(yuǎn)高于目前國內(nèi)外所報道 Al-Mg-Si 系合金（包括商用 AA6016 和 AA6111合金）80-120MPa 的烤漆硬化增量。成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)大鑄錠及 2m 以上寬幅薄板的制造，所獲薄板的成形性能、烤漆硬化性能均表現(xiàn)優(yōu)異，成功沖制出典型汽車部件。成功開發(fā)出可熱處理強(qiáng)化的 Al-Mg-Zn 系合金及配套雙級時效/預(yù)時效-烤漆硬化處理工藝，使新型合金 H131 和 H321 態(tài)的強(qiáng)塑性高于 ASTM B928 對船用合金的要求，且綜合性能全面優(yōu)于國外最先進(jìn)的 AA5059 鋁合金，填補(bǔ)了我國高性能船用鋁板的技術(shù)空白。研發(fā)的系列 Al-Zn-Mg-Cu 合金具有與 AA7449、AA7085 和 AA7081 商用合金相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和更高的斷裂韌性，部分性能優(yōu)于美鋁開發(fā)的 AA7055 高強(qiáng)鋁合金；掌握中厚鋁板多道次、無翹曲連續(xù)異步軋制技術(shù)，顯著改善厚向組織性能均勻性，是解決中厚板心部難變形問題的關(guān)鍵技術(shù)；開發(fā)出適用于高強(qiáng) 7000 系鋁合金的高效短流程中間/最終形變熱處理加工工藝，明顯提升高強(qiáng)鋁合金薄板室溫拉伸塑性，其綜合性能比肩 HSLA、DP 及 TR 等汽車用鋼；開發(fā)的超低溫變形加工技術(shù)可將現(xiàn)有商用鋁合金及不銹鋼板帶的屈服強(qiáng)度提高 20-30%以上，綜合性能優(yōu)于如 AK Steel/Outokumpu/太鋼等生產(chǎn)的薄板產(chǎn)品。

該合金是在ZL205A合金成分基礎(chǔ)上，通過微合金化與變質(zhì)處理后獲得, 制備方法簡便，工藝簡單，便于操作。該合金具有密度小、比強(qiáng)度高等特點(diǎn),延伸率比未變質(zhì)合金分別提高11%和70%，而屈服強(qiáng)度基本沒有變化，同時具有更高的室溫塑性，可廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、機(jī)械等行業(yè)。隨著現(xiàn)代工業(yè)及鑄造新技術(shù)的發(fā)展 ,對鑄造鋁合金 ,尤其是具有特殊性能 ,如具有高強(qiáng)度、優(yōu)良的耐磨性和耐腐蝕性的鑄造鋁合金 ,需求量越來越大。 主要性能指標(biāo)：1. 抗拉強(qiáng)度為：450～480MPa；2. 延伸率為7～11 %；3. 屈服強(qiáng)度=330～350 MPa；室溫塑性：變形200%完好無損，變形300%時出現(xiàn)開裂。