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汽车材料及成形加工技术研究所

2019-05-15  

研究所名称:汽车材料及成形加工技术研究所

所长(学历、职称):罗成,博士,教授

1.研究所基本情况简介

汽车材料及成形加工技术研究所依托湖北省重点学科——材料科学与工程,根据《中国制造2025》和汽车轻量化发展对材料研究及专业人才培养的需要,结合汽车产业和地方经济建设需求,以汽车轻量化材料及成形加工、新能源汽车材料与器件等为主要方向,重点在汽车零部件结构轻量化、材料轻量化、工艺轻量化开展研究,产学研结合、开展应用基础理论研究和应用技术开发;本研究所以提升汽车材料及其成形加工技术创新和人才培养能力和水平为原则,为我国汽车工业发展和地方经济建设提供技术和人才支持。

本研究所的研究方向覆盖轻量化结构的设计和优化、轻量化材料的开发应用和与之相匹配的先进成型技术以及动力电池技术研发等汽车关键技术环节,在以下几个方面开展研究工作:

1.基于设计的轻量化技术

从汽车零部件初始结构设计、产品工程设计和样车制造过程进行轻量化设计分析。研究基于有限元法的材料结构优化;基于CAE技术的汽车零部件轻量化设计;建立典型零部件轻量化数据库。

2.基于材料的轻量化技术

高强度钢-从成本和性能来看,高强钢是满足汽车轻量化和安全性能的最佳材料之一。研究高强钢热冲压成形成性一体化调控技术;开发高强钢热冲压自身电阻直接加热系统;研制具有自主产权的基于热冲压自身电阻直接加热系统的高强钢热冲压试验线,推进汽车高强钢零部件制造技术的升级。

铝、镁合金-从铝合金板材的化学成分、生产工艺、热处理状态、冲压成形性和烘烤硬化性等着手,改进熔铸工艺,调整均火制度,提高铸锭质量;优化合金成分,改善合金的金相组织;改进轧制及热处理工艺,优化合金板材使用性能,实现较佳的性能匹配;铝合金传动轴的关键设计技术;建立汽车车身用铝合金标准,实现铝合金专用化,形成完整的技术体系。

纤维及高分子复合材料-利用CAE分析软件,优化汽车用纤维/高分子零部件的产品设计、模具结构和工艺参数;先进的高分子材料生产技术和装备,推动纤维/高分子复合材料由汽车内饰件和装饰件向汽车功能结构件领域的发展;研究高分子复合材料回收、再生与利用技术。

3.基于先进制造工艺的加工成型技术

先进焊接技术-采用各种拼焊板生产轿车车身,车架等零部件,降低汽车质量,提高汽车结构可靠性安全性。研究轻量化材料的焊接技术(电阻点焊,TIG焊,搅拌磨檫焊、电脉冲激光焊等)及焊接热影响区的软化机理;铝钢异种金属的连接及焊接关键技术。

先进材料成型加工技术-研究并推动液压成型技术、半固态铸造技术、喷射成型技术,增材制造技术等先进的成型加工技术在汽车零部件方向的应用。

4.新能源汽车材料与器件

动力锂离子电池材料及器件-锂离子电池主要由正负极、隔膜及外壳构成,上述材料的好坏直接决定了锂离子电池产品的性能指标。进一步提高镍钴锰、镍钴铝三元系和磷酸铁锂正极材料的比能量和循环寿命;发展新型二维纳米负极材料来取代现有碳基和硅基材料进一步提高电池电化学性能;优化隔膜的制备工艺,改进隔膜浸润性、机械性能、热稳定性。

全固态的锂离子电池及锂离子电池-超级电容复合电源-采用固体电解质替代液态电解质的全固态电池具有比电解液电池更高的安全性能、更高的能量密度、更广阔的应用领域。着重解决包括制备高室温电导率和电化学稳定性的固态电解质、适用于全固态锂离子电池的高能量电极材料、改善电极/固态电解质界面相容性等关键技术。进而将固态锂离子电池与固态超级电容复合构建电动车复合电源系统,实现车辆在复杂路况下的加速、爬坡以及能量的回收。

电动车退役锂离子电池梯次利用和回收-电池回收处理可以减轻其对环境的污染,还可实现资源化,合理化综合利用。重点开展电动车退役锂离子电池的分选重组-梯次利用技术、废旧电池中有价金属(锂、钴、铜、铝、锰等)的分离和提取、有毒易燃的有机电解质(N-甲基吡咯烷酮)回收技术的研发。

 

2.研究所团队介绍

1  汽车材料及成形加工技术研究所团队成员

研究方向

姓名

性别

年龄

学历

职称

汽车材料成形加工

张元好

47

硕士

教授

张春

42

硕士

教授

王金凤

40

博士

副教授

汽车轻量化材料

李建

38

博士

教授

王敏

40

博士

教授

盛晓菲

31

博士

副教授

新能源汽车材料与器件

沈培智

47

博士

副教授

张喻

34

博士

副教授

任伊锦

40

博士

副教授

3.平台建设情况

本研究所坚持校企合作、产学研用结合,与东风汽车公司等企业,共建学科专业平台。

2 校企共建平台一览表

序号

平台名称

合作单位

平台属性

备注

1

湖北省精密铸造工程技术研究中心

东风精密铸造有限公司

省级工程技术中心

2

湖北省内燃机活塞技术工程研究中心

东风活塞轴瓦有限公司

省级工程技术中心

3

湖北省冲压成形技术与模具装备工程技术研究中心

湖北先锋模具有限公司

省级工程技术中心

4

湖北省车身部件工程技术研究中心

东风(十堰)车身部件有限责任公司

校企共建工程技术中心

5

湖北省校企共建车辆轻量化管类零部件研发中心

房县诚信汽配有限责任公司

校企共建研发中心

6

粉末冶金技术研究中心

东风粉末冶金有限公司

校企共建研发中心

7

汽车滑动轴承研发中心

东风佳华科技有限公司

校企共建研发中心

8

失效分析中心

广东大华科技有限公司

校企共建研发中心

 

利用这些平台,共同承担了国家科技攻关、“863”计划等各类科研项目,在汽车用铝合金薄壁散热管成型技术与装备、汽车铝合金传动轴制造技术、商用车底盘系统轻量化、汽车车身异种材料成型技术等方面开展研究,产学研用一体化,研究的成果直接应用于汽车生产。

 

4.主要科研项目一览

3 承担纵向项目

序号

项目名称

项目编号

项目类别

立项时间

立项单位

1

高炉铜冷却壁氢脆致裂机理及其防渗氢关键技术研究

2016CFB293

省自然基金

2017-08-01

省科技厅

2

-丝复合熔覆法制备陶瓷颗粒增强铝基表面复合材料的研究

Q20171801

省教育厅

2017-06-23

省教育厅

3

固液复合铝铁双金属铸件结合界面调控及机理研究

B2017089

省教育厅(B)

2017-06-23

省教育厅

4

电脉冲作用下超细晶高强钢时效与强韧化机理研究

2017CFB293

省自然基金

2017-08-01

省科技厅

5

PAM水凝胶-活性炭体系耐高压固态超级电容器的研究

2017CFB583

省自然基金

2017-08-01

省科技厅

6

基于厚向多相组织渐变分布的高强钢厚板热冲压强韧化机理

2017CFB587

省自然基金

2017-08-01

省科技厅

7

可变压缩比发动机齿板精密成形制造技术研发

2016AAA080

省重大科技创新计划

2016-09-19

省科技厅

8

汽车用高强钢热冲压高性能轻量化精确成形技术及其应用

T201518

省教育厅团队

2016-05-27

省教育厅

9

高阻隔石墨烯/聚丙烯复合材料的制备及其性能研究

D20161802

省教育厅

2016-05-27

省教育厅

10

车辆管壳式油冷器真空钎焊关键技术及接头失效机理研究

Q20161802

省教育厅

2016-05-27

省教育厅

11

高炉铜冷却壁氢致破损机理及其防渗氢保护层构建技术研究

51604103

国家自然基金

2016-08-17

国家自然科学基金委员会

12

高炉铜冷却壁氢脆致裂机理及其防渗氢关键技术研究

2016CFB293

省自然基金

2016-09-19

省科技厅

13

激光增材组合制造高性能冲压模具技术开发

16K07

市科技计划

2016-07-14

十堰市科技局

14

车辆铝/钢结构搅拌摩擦点焊关键技术及接头结合机理研究

Q20141801

省教育厅

2014-03-14

省教育厅

15

高强钢热冲压成形中高温损伤和开裂行为研究

51205116

国家自然基金

2012-08-17

国家自然科学基金委员会

16

汽车高强钢件热冲压成形中破裂的精确预测与控制

2014CFB628

省自然基金

2014-10-23

省科技厅

17

抗热衰退的重型汽车离合器面片

2014BAA063

省科技支撑计划

2014-10-23

省科技厅

18

镀锌板汽车燃油箱总成的开发及应用

2013013

市科技计划

2013-09-17

十堰市科技局

19

洁净燃料发动机新型复合气门阀座研发

2014BAA065

省科技支撑计划

2014-10-23

省科技厅

20

高性能精确塑性成形理论与分析

2014KXB05

省晨光计划

2014-11-23

省科技厅

21

汽车用高强钢热冲压高性能轻量化精确成形技术及其应用

T201518

省教育厅团队

2015-04-29

省教育厅

22

驱动电机用高性能、低温度系数烧结钕铁硼永磁体的开发及应用研究

D20151801

省教育厅

2015-04-29

省教育厅

23

分区控制加热温度的汽车覆盖件用铝合金板温成形关键技术研究

Q20151803

省教育厅

2015-04-29

省教育厅

 

5.主要科研成果一览

4 获奖情况

序号

获奖项目

获奖层次

获奖类型

获奖人

获奖年份

1

重载铰接式活塞加工工艺及关键装备

省级

省科技进步二等奖

张元好

2015

2

汽车用螺纹件摩擦系数控制技术研究与应用

省级

省科技进步三等奖

杨明

2016

3

高性能发动机紧固件表面处理技术研究与应用

省级

省科技进步二等奖

杨明

2014

4

汽车粉末冶金关键集群技术研究与应用

省级

省科技进步三等奖

罗成

2017

01-01.jpg

汽车轻量化铸钢材料与精铸技术

01-02.jpg

汽车铝散热器用高频焊薄壁管材生产技术技术

01-03.jpg

01-05.jpg

铝合金传动轴开发

01-06.jpg

高强韧材料开发

5  制定国家标准

序号

成果名称

类别

编号

实施时间

起草人

1

车辆热交换器用复合铝合金焊管

国家标准

GB/T 27670-2011

2012/10/1

李志强;曾大新;胡瑞玲;

2

熔模铸造碳钢件

国家标准

GB/T 31204-2014

2015/06/01

张红霞、张元好

6  发明专利

序号

专利名称

类别

专利号

授权时间

发明人

1

一种烧结钕铁硼永磁体表面制备铝或铝锡合金镀层的方法

发明专利

CN107653440A

2018.02.02

胡志华;罗成;马冬威;王天国

2

一种烧结钕铁硼永磁体表面氮化物复合镀层及制备方法

发明专利

CN107675134A

2018.02.09

胡志华;罗成;王天国;马冬威;

3

一种钎焊母料及其钎焊工艺

发明专利

CN107553002A

2018.01.09 

李聪;曹小琳;

4

一种立体结构桁架及其焊接工艺

发明专利

CN107558662A

2018.01.09

李聪;曹小琳;

5

一种车辆门框密封条注塑模具及模具系统

发明专利

CN107379435A

2017.11.24

李聪;曹小琳;

6

一种铜银钎焊母料及其钎焊工艺

发明专利

CN107350664A

2017.11.17

李聪;曹小琳;

7

一种洁净燃料发动机粉末冶金高速钢阀座及其制备工艺

发明专利

CN107267877A

2017.10.20

罗成;肖紫圣;

8

一种粉末冶金耐磨钢熔渗烧结淬火一体化工艺

发明专利

CN107243635A

2017.10.13

罗成;肖紫圣

9

一种超高磁性能烧结钕铁硼永磁材料及制备方法

发明专利

CN107146672A

2017.09.08

胡志华

10

一种低合金高强韧铸钢及其制备方法

发明专利

CN105908076A

2016.08.31

唐正连;杨全涛;史秋月;何汉军;吴建刚

11

一种高强塑铸钢及其制备方法

发明专利

CN105908095B

2017.10.24

唐正连;杨全涛;史秋月;何汉军;

12

驱动电机用多主相高矫顽力钕铁硼永磁材料及其制备方法

发明专利

CN105655076A

2016.06.08

胡志华

13

一种超级电容器电极用活性炭的制备方法

发明专利

CN105384169A

2016.03.09

沈培智;张军;曾大新

14

一种活性炭超级电容器用耐高压水系电解液及其制备方法

发明专利

CN105405683A

2016.03.16

沈培智;曾大新;张军;汤乐新

 

6.研究生教育

料科学与工程学科自2013年开始招收全日制学术研究生,在汽车轻量化用金属材料、车用高分子及复合材料、新能源汽车材料、材料成型加工新技术、材料成型装备及自动化等方向开展研究生培养,目前已经毕业两届学生,在校研究生26人。



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