重型擠壓技術是高性能、難加工材料的核心加工技術。隨著我國在發(fā)電、航空及國防等的發(fā)展,對大規(guī)格、高性能難變形金屬的管/棒材需求十分迫切,受限于設備、工藝等因素,長期依賴進口,已嚴重制約了我國軍工、能源等領域發(fā)展。清華大學機械系顏永年教授研究團隊與內蒙古北方重工業(yè)集團有限公司、太原重型機械集團有限公司、中國二十二冶集團有限公司、內蒙古工業(yè)大學等部門與企業(yè)的科研人員一起合作,完成了“3.6萬噸黑色金屬垂直擠壓機成套裝備與工藝關鍵技術研發(fā)及產業(yè)化 ”項目,打破了國外壟斷,創(chuàng)造了巨大的經濟效益。該項目獲得2015年度國家科學技術進步二等獎,完成人按順序為雷丙旺、顏永年、吳任東、白箴、張磊、楊秀清、林峰、王錦波、鄭建國。
該項目針對重型擠壓機承載能力與可制造性的矛盾,提出了預應力鋼絲纏繞“剖分-坎合”設計方法,突破了傳統(tǒng)重型承載結構的設計思路和理論,顯著提高了關鍵部件承載能力和抗疲勞性能,大大降低了設備的加工制造難度,開創(chuàng)了一條重型裝備設計制造的新技術路線。同時,該項目發(fā)明了機器人衛(wèi)星纏繞、超重機架液壓推移、液壓提升等技術,解決了重型擠壓機制造、安裝等核心問題;開發(fā)了大型多棱鋼錠及空心坯料的高壓水除鱗、在線熱修形、玻璃潤滑等關鍵技術,建立了完整的擠壓技術體系和工藝規(guī)范;首創(chuàng)了鋼絲預應力剖分結構擠壓筒設計制造技術,形成了獨特的模具體系。
該項目2009年7月13日熱試車一次成功,2010年形成批量生產。經國家檢驗中心檢測,擠壓機組指標均滿足設計要求;其產品經各項指標達到ASME SA335等標準,完全替代進口,整體技術水平達到國際領先,使我國成為全球僅有的兩個掌握該技術的國家,具備了國際競爭優(yōu)勢。
此外,該項目還獲發(fā)明專利8項,實用新型專利9項,發(fā)表論文53篇。