2010年至今,主持高档数控机床与基础制造装备科技重大专项3项、主持国家自然科学基金7项,参加5项、主持省部级项目6项,与企业合作项目10余项,科研经费到款980余万,发表学术论文100余篇,授权发明专利20余项,培养博士和硕士研究生100余人。
团队主要研究方向:外加能场辅助成形与高性能金属零件点式锻压激光成形、电控永磁辅助板材成形、金属先进成形制造多尺度综合质量优化、高温结构材料的组织调控及蠕变行为、挤压铸造工艺优化与复合材料一体化制备、碳纤维增强复合材料在轨超声焊接等。团队已在激光增材与再制造、电控永磁辅助板材成形新工艺及理论、伺服与杆系机构先进成形压力机设计及理论、双组织/双性能钛合金压气机盘点式锻压激光成形、先进成形制造多尺度综合质量优化、高温结构材料的组织调控及蠕变行为、挤压铸造工艺优化与复合材料一体化制备等方面做出了创新性成果,并与国内多家企业进行合作和科技成果转化,产生直接、间接经济效益1亿余元。
负责人简介
席明哲,男,1968年出生,教授,博士研究生导师,主要研究方向:受损钛合金锻件点式锻压激光修复和单合金双组织/双性能梯度功能钛合金零件点式锻压激光成形。
成员简介
秦泗吉 教授/博导
团队第二负责人
中国机械工程学会塑性工程分会理事,塑性工程分会锻压设备专业委员会和低碳塑性成形专业委员会委员,河北省机械工程学会理事
主要研究方向:电控永磁辅助板材成形新工艺及理论,冷冲及热锻成形伺服压力机及多杆机构先进成形压力机,新型磁力加载器械及电控永磁起重装备。
仇平 教授/硕导
秦皇岛市博士专家联谊会机械分会秘书长
主要研究方向:大锻件成形成性工艺研究;金属精密塑性成形;锻压装备设计。
王敏婷 副教授/硕导
团队成员
主要研究方向:金属成形制造多尺度综合质量优化及模具CAD/CAM,快速成型与智能制造。
吴静 副教授/博导
团队成员
主要研究方向:高温结构材料的组织调控及蠕变行为研究。
孙永根 讲师/硕导
团队成员
主要研究方向:挤压铸造工艺优化、复合材料一体化制备、空间环境碳纤维复合材料超声焊接。
1、单合金双组织/双性能梯度功能钛合金零件点式锻压激光成形研究
建立了单合金双组织/双性能梯度功能钛合金零件制造系统,系统主要由3300W光纤激光器、四轴激光成形和数控点式冷锻机、3路同轴送粉头、双路送粉器、惰性气氛保护箱、在线氧分析仪组成。该方向已发表学术论文11篇,其中SCI、EI收录10篇,授权发明专利4项,该项目研究成果具有广阔的应用前景。

图1金属零件点式锻压激光成形装备
2、电控永磁辅助板材成形新工艺及理论研究
围绕板材成形过程中的压边力控制问题及相关技术领域,借助附加外界磁场,研究了电控永磁辅助板材成形的新工艺及理论,可望在开发板材成形新工艺及装备等方面得到应用。该方向承担国家自然科学基金面上项目资助2项,省自然科学基金2项,已发表学术论文约60篇,其中SCI、EI收录15篇,获授权发明专利10项,实用新型专利5项。

图2 电控永磁压边力控制新技术及多物理场耦合分析方法
3、伺服与杆系机构先进成形压力机设计及理论研究
针对多杆机构和伺服驱动压力机设计、三坐标伺服送料系统设计等问题,开发出了多种新构型,主要包括伺服压力机(冲压、冷锻及热模锻等)、大型多工位压力机、大公称力行程冷锻压力机、粉末压力机、精压机,以及高速压力机等设计制造技术,主要成果已应用于国内压力机主流生产厂家,为企业创造直接和间接经济效益亿元以上。该方向承担高档数控机床与基础制造装备科技重大专项2项,省自然科学基金项目1项,已发表学术论文约20篇,获授权发明专利3项,实用新型专利4项。

图3 广义肘杆机构伺服压力机(200吨/55 kw),新杆系与冗余驱动伺服压力机(行程与曲柄半径之比可达5.2)及多杆机构伺服三坐标送料系统
4、金属先进成形制造多尺度综合质量优化及模具CAD/CAM,快速成型与智能制造
围绕近净成型工艺,对大型零件如高铁动车车轴及微成形领域如微机电系统MEMS中典型轴类零件的成型精度、内部缺陷、尺寸效应、成形工艺及设备、产品组织性能仿真等热点问题开展多尺度研究。该方向已发表学术论文20余篇,其中SCI收录10篇,EI收录15篇,授权发明专利1项。申请国家青年基金1项,河北省青年基金1项,钢铁联合基金1项。围绕特殊结构和多功能复合材料需求零件,开展快速成形和智能制造研究。该方向已发表学术论文1篇。

图4 轴类件近净成形设备结构图及多尺度分析
5、可焊多相Ni3Al基高温合金的热处理组织调控与蠕变行为研究
围绕一种可焊性优异的新型Ni3Al基高温合金,对具有复杂铸态组织的可焊多相Ni3Al基高温合金的热处理组织调控及蠕变行为开展研究。该方向目前已在Materials Science & Engineering A、Intermetallics和金属学报等期刊上共发表相关SCI论文10篇,其中一区SCI+TOP期刊论文5篇,ESI高被引论文2篇,年度优秀论文、封面论文、领跑者F5000论文1篇。

图5 过固溶后冷却过程中不同冷却速率控制的多相Ni3Al基合金枝晶间β相中的相演变规律
6、挤压铸造工艺优化与复合材料一体化制备、空间环境碳纤维增强复合材料超声焊接
围绕挤压铸造成形工艺的优势与不足,开展挤压铸造工艺优化与协同调控,并基于该工艺开展连续陶瓷增强金属基复合材料的挤压铸造一体化成形制备研究,开发高强高韧高耐磨非均质构型金属复合材料。该方向已发表学术论文12篇,其中SCI收录6篇,申请国家发明专利5项,授权3项。围绕空间环境下桁架结构的使役性能,开展空间环境碳纤维增强复合材料超声焊接研究,该方向已发表学术论文1篇。

图6 挤压铸造浸渗一体化技术
1、招生方向
①085500机械工程方向,招收该方向工程硕士研究生和工程博士研究生;080201机械制造及其自动化,招收该方向学术硕士研究生。
②招生专业为080503材料加工工程、0856材料与化工(材料加工方向)。有材料加工工程等材料相关专业学习经历。
2、招生名额
①每年招收学术型博士研究生2-3名;工程博士专业学位研究生2-3名;
②每年招收学术型硕士研究生10-20名,专业型研究生10-20;
1、专业方向
①材料加工工程;
②先进成形制造。
2、本团队拟招聘青年教师1-2人。
3、基本条件详见燕山大学及机械工程学院人才招聘要求。
团队负责人:席明哲 13933595631 / ximingzhe@ysu.edu.cn
第二负责人:秦泗吉 13933670028 / plastics@ysu.edu.cn
团队秘书: 孙永根 18245070829 / hitsunyg@ysu.edu.cn