軌道交通裝備制造是吉林省重要支柱產(chǎn)業(yè)之一。制動(dòng)閘片、受電弓滑板和電觸頭是軌道交通裝備的高端關(guān)鍵零部件，其對(duì)材料綜合性能的要求非常苛刻，為了實(shí)現(xiàn)相應(yīng)產(chǎn)品國產(chǎn)化和應(yīng)用化，解決高端關(guān)鍵零部件基礎(chǔ)材料“卡脖子”問題，長春工業(yè)大學(xué)高性能結(jié)構(gòu)材料與創(chuàng)新設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)自2010年先后與吉林華興新材料科技有限公司、中車長春軌道客車股份有限公司、北京瑞斯福高新科技股份有限公司和吉林八方新材料科技有限公司合作開展校企聯(lián)合研發(fā)工作。在粉末原料品質(zhì)提升、復(fù)合粉末制備、復(fù)合材料設(shè)計(jì)與構(gòu)型、專有工藝技術(shù)革新等方面取得了顯著科技進(jìn)步，創(chuàng)造性地解決了添加組元與銅基體界面結(jié)合差的技術(shù)難題，巧妙地設(shè)計(jì)出多尺度、多組元、構(gòu)型化的組織結(jié)構(gòu)，成功研制出高性能銅基粉末冶金復(fù)合材料系列產(chǎn)品并順利實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，開發(fā)了高品質(zhì)高性能粉末原料生產(chǎn)工藝技術(shù)。近日榮獲2023年度吉林省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

圖1 石墨/Cu“機(jī)械互鎖”界面構(gòu)型

圖2 試制銅基摩擦片材料: (a)摩擦片宏觀照片；（b）元素分布和金相組織

圖3 指導(dǎo)企業(yè)中試生產(chǎn)

團(tuán)隊(duì)提出增強(qiáng)體、潤滑相界面處理技術(shù)，納米級(jí)石墨烯/銅復(fù)合粉體制備技術(shù)，高性能銅基復(fù)合材料關(guān)鍵制備技術(shù)，高品質(zhì)金屬粉末材料制備技術(shù)，旋轉(zhuǎn)式還原粉生產(chǎn)工藝技術(shù)等五項(xiàng)創(chuàng)新性技術(shù)。研制出的高純鐵粉，超越國外壟斷產(chǎn)品的性能指標(biāo)；成功研制出高品質(zhì)金屬粉、復(fù)合粉等粉末原料制備技術(shù)及裝備，開發(fā)的還原粉旋轉(zhuǎn)式生產(chǎn)工藝技術(shù)，使窯內(nèi)生產(chǎn)溫度提高至1150℃，產(chǎn)能提高3倍，能耗降低 35%，獲得吉林省產(chǎn)學(xué)研投資基金立項(xiàng)投資，總投入1.3億元，建成國內(nèi)首條生產(chǎn)示范線，近三年銷售收入10余億元。研究成果推動(dòng)了我國軌道交通裝備制造業(yè)的自主創(chuàng)新和關(guān)鍵零部件的技術(shù)升級(jí)，帶動(dòng)了行業(yè)發(fā)展。

先進(jìn)復(fù)合材料是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志和動(dòng)力，國家尖端科學(xué)的不斷進(jìn)步對(duì)于制造材料的性能要求越來越高，先進(jìn)復(fù)合材料的應(yīng)用更加廣泛。