在學(xué)校有關(guān)部門和各級領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，材料科學(xué)與工程學(xué)院劉勁松教學(xué)科研團(tuán)隊奔赴東方潤安集團(tuán)常州潤來科技有限公司，圍繞提升精密銅管產(chǎn)品質(zhì)量，確定銅管智能化加工過程檢測技術(shù)與控制系統(tǒng)實現(xiàn)方法，開展精密銅管加工工藝流程實驗、設(shè)備智能化控制系統(tǒng)與理論研究工作。截至目前，項目團(tuán)隊已經(jīng)完成水平連鑄結(jié)晶器冷卻過程智能控制系統(tǒng)研發(fā)、水平連鑄銅管坯超聲波自動檢測系統(tǒng)、智能化拉拔配模系統(tǒng)開發(fā)和銅管坯水平連鑄數(shù)值模擬等科研創(chuàng)新工作。
銅合金水平連鑄生產(chǎn)過程中，結(jié)晶器冷卻水的控制是重要一環(huán)。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，項目團(tuán)隊根據(jù)冶金熔鑄模型改進(jìn)生產(chǎn)工藝過程，提出結(jié)晶器智能水冷系統(tǒng)控制方案，并通過設(shè)備及系統(tǒng)的升級在國內(nèi)首次實現(xiàn)該控制方案，實現(xiàn)了對流量進(jìn)行自動精準(zhǔn)調(diào)控。現(xiàn)已完成冷卻水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和電器控制系統(tǒng)設(shè)計與制造，并已完成了生產(chǎn)現(xiàn)場的安裝與調(diào)試工作。
水平連鑄坯目前存在的表面裂紋問題及內(nèi)部孔洞、疏松問題直接影響到成品管材的質(zhì)量，需要對現(xiàn)有鑄坯質(zhì)量缺陷進(jìn)行精確檢測和控制，建立在線探傷與壁厚檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)鑄坯表面、內(nèi)部缺陷及管坯壁厚檢測和反饋，根據(jù)結(jié)果驗證優(yōu)化調(diào)整后的工藝參數(shù)，預(yù)測結(jié)晶器情況，合理安排鑄坯生產(chǎn)工藝，提高成材率。項目團(tuán)隊目前已經(jīng)確定超聲波缺陷檢測與管坯壁厚檢測整體解決方案，包括探傷方法、軟件、超聲波探頭、機(jī)械裝置、電氣控制等；提供可視化缺陷圖像，可獲取缺陷的深度、位置等信息，實現(xiàn)缺陷定位并獲得缺陷當(dāng)量尺寸，生成鑄坯缺陷報告。在國內(nèi)首次實現(xiàn)水平連鑄銅管坯在線缺陷檢測與壁厚測量，預(yù)計在八月中旬完成安裝與調(diào)試。項目團(tuán)隊研究成果已經(jīng)在江西銅業(yè)集團(tuán)板帶生產(chǎn)線成功應(yīng)用，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了水平連鑄銅板帶在線缺陷檢測。
模具庫是高精密銅管加工產(chǎn)線的核心工位，其制定的銅管拉拔工藝對最終產(chǎn)品的質(zhì)量與精度有著極為重要的影響。工藝人員根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格制定拉拔工藝并配備相應(yīng)模具。拉拔工藝制定依賴人的經(jīng)驗，無法實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，是造成產(chǎn)品質(zhì)量浮動的重要因素。一位經(jīng)驗豐富的工藝人員需要長時間地培養(yǎng)，該崗位一直是“人才難求，高薪難留”。項目團(tuán)隊與潤來科技工藝人員一起對現(xiàn)有工藝卡片進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以現(xiàn)場正在使用的經(jīng)驗?zāi)Ｐ蜑橹骶€，輔助以理論計算對拉拔模具進(jìn)行優(yōu)化與智能設(shè)計，完成了計算機(jī)程序設(shè)計工作；開發(fā)了基于拉拔過程真應(yīng)變的多目標(biāo)尋優(yōu)規(guī)程計算模型。該方法是一個全新的拉拔規(guī)程計算方法，是拉拔工藝規(guī)程計算的一大創(chuàng)新，為智能配模工藝的實現(xiàn)奠定了堅實的基礎(chǔ)。
項目團(tuán)隊通過對結(jié)晶器冷卻均勻性的研究，完成了熔鑄過程鑄坯晶粒生長模擬。模擬了結(jié)晶器一冷強(qiáng)度在鑄坯圓周方向的不均勻性，對冷卻強(qiáng)度的不均勻?qū)е妈T坯質(zhì)量及其加工性能的不均勻，進(jìn)而可能導(dǎo)致諸如壁厚不均勻等成品管質(zhì)量問題進(jìn)行了初步分析。目前，借助數(shù)值模擬技術(shù)已經(jīng)建立起從工藝參數(shù)到鑄坯組織的快速預(yù)測流程，為后續(xù)工藝參數(shù)優(yōu)化、設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及水冷模型建立等工作打下了堅實基礎(chǔ)。
6月21日，東方潤安集團(tuán)舉行高質(zhì)量精密銅材智能制造合作交流活動，會上常州市科技局副局長張朝暉為“高質(zhì)量精密銅材智能制造協(xié)同創(chuàng)新中心”外聘專家頒發(fā)聘書（右一為沈陽理工大學(xué)劉勁松老師）。
沈陽理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院劉勁松教學(xué)科研團(tuán)隊將努力學(xué)習(xí)和踐行集團(tuán)“同心同向，共建共享”的企業(yè)核心價值觀和“聚力科技創(chuàng)新”“攻堅雙提升”等理念和思想，竭盡全力開展項目合作與研究工作。項目團(tuán)隊將發(fā)揚(yáng)沈陽理工大學(xué)的“愛國奉獻(xiàn) 自強(qiáng)不息 求真務(wù)實 追求卓越”的兵工精神，注重實踐，知行合一，專心致志、深思鉆研，為沈陽理工大學(xué)的科技創(chuàng)新貢獻(xiàn)力量。（文/圖 李艷娟）
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