钛合金由于具有比强度高、质量轻、耐蚀性好、高温性能好等优点，已经成为航空航天、石油化工、交通运输及生物医学等高端装备制造领域的关键工程材料之一。因其低热导率、高化学活性、低弹性模量和加工硬化等问题，使钛合金成为最典型的难加工材料。我国钛合金高速、高精度加工所用的高端刀具基本依赖进口，研发新型钛合金切削加工高端刀具已经成为解决制约我国高端装备制造业快速发展的关键，是我国急需解决的卡脖子问题之一。

项目成果/简介:2017年国家科技进步二等奖我国刀具消耗全球第一，但高效刀具长期依赖进口，难以满足加工成本进一步降低和重大装备研制国产化水平进一步提高的要求，实现高效切削刀具国产化的需求已迫在眉睫。针对高效切削刀具国产化过程中面临的挑战，构建了刀具形性协同设计技术体系；突破刀具材料-结构-性能一体化协同制备关键技术，发明形性可控的微纳复合金刚石涂层刀具制备新技术；提出复杂型线高速钢刀具高效精密成形新方法；发明重载高效切削超硬刀具刃口成形新技术。开发出金刚石涂层刀具、复杂型线高速钢刀具和超硬刀具等系列化产品与高效切削应用数据库系统，在高端装备制造业中规模化应用。金刚石涂层技术填补了国内空白，在国内已建立自主知识产权的金刚石涂层刀具生产线，研制出系列化金刚石涂层刀具，通过中国商飞工艺认定；还批量应用于成飞多机型和航天一院型号产品研制，替代进口，保障了重大装备研制技术安全。复杂型线高速钢组合拉刀为国内首台套，国家重点新产品，主要性能指标优于国际同类产品。开发的系列组合拉刀和轮槽铣刀，打破了国外垄断，为我国三大汽轮机厂重点新产品研制提供刀具技术。相关成果还应用于上飞波音737平尾梁缘条生产线、宝钢管螺纹生产线和通用汽车发动机缸盖生产线。研究成果对促进我国刀具行业科技进步作用显著；对企业降本增效作用显著，促进了高端制造业可持续发展。项目获授权发明专利40项，标准80项，软件著作权9项，出版著作4部，SCI/EI收录论文301篇，荣获2017年度国家科技进步二等奖。金刚石涂层刀具金刚石涂层刀具金刚石涂层刀具应用（C919部装现场）汽轮机转子轮槽铣刀燃气轮机转子轮槽拉刀燃气轮机转子轮槽拉刀应用现场汽轮机转子轮槽铣刀应用现场知识产权类型:发明专利技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:国家高技术研究发展计划、上海市科技创新行动重大项目

针对发动机喷油微小孔、微透镜阵列模具、微小叶轮、微流道芯片、骨切削修复等难加工材料微小零件精密加工，开展了微细刀具设计、刃磨制备及切削技术等方面研究。实现超小直径高长径比微细钻头、变芯厚变槽宽硬质合金微细钻头、横刃修磨硬质合金微细钻头、异型结构硬质合金微细铣刀、超小直径超硬微细球头铣刀等微细刀具的设计制造及应用。突破超小直径微细刀具的设计和刃磨关键技术，国内首次实现12微米直径纳米颗粒硬质合金铣刀的精密刃磨；形成了直径50微米微细铣刀与钻头的精密刃磨制造与批量生产能力；突破了50微米超硬材料PCD/CBN微细铣钻刀具的精密刃磨制造技术。 图1：通过自研微细球头铣刀实现直径5mm微小叶轮精密加工

针对发动机喷油微小孔、微透镜阵列模具、微小叶轮、微流道芯片、骨切削修复等难加工材料微小零件精密加工，开展了微细刀具设计、刃磨制备及切削技术等方面研究。实现超小直径高长径比微细钻头、变芯厚变槽宽硬质合金微细钻头、横刃修磨硬质合金微细钻头、异型结构硬质合金微细铣刀、超小直径超硬微细球头铣刀等微细刀具的设计制造及应用。突破超小直径微细刀具的设计和刃磨关键技术，国内首次实现12微米直径纳米颗粒硬质合金铣刀的精密刃磨；形成了直径50微米微细铣刀与钻头的精密刃磨制造与批量生产能力；突破了50微米超硬材料PCD/CBN微细铣钻刀具的精密刃磨制造技术。

产品详细介绍：快速刀具伺服系统应用在超精密金刚石车床中。通过压电陶瓷致动器驱动一维纳米级精密定位工作台MPT-1JNL001使得金刚石刀具产生高频响、小范围、大刚度的快速精密进刀运动，并配合高精度的主轴回转和径向进给运动，来完成复杂面形光学零件的高效优质加工。并可根据不同的需要选择不同行程的工作台。　　相对于慢刀伺服系统其主要优势在于动态响应能力可达上千赫兹，能够大大的提高加工效率。

无标题文档抗磨铸铁规范应用于水泥、矿山、电力等行业，目前我国使用的磨球有两大类：轧（锻）钢球和铸球。轧（锻）钢球的优点是韧性好，但其弱点是不耐磨、能耗高。铸球大致可分为高铬白口铸球、中锰球墨铸铁磨球、白口铸铁及各种低合金铸铁磨球。我校开发的新型贝氏体球铁磨球既具有中锰球铁的底成本和工艺简便的特点，有具有高鉻铸铁的耐磨性。1、各种磨球在水泥行业的磨损比及价格比：磨 球 种 类高 铬中 锰锻（轧）钢新型贝氏体球磨 耗 比125~10~1价 格 比4.5~52.0~2.51.5~1.83.0~3.5粉碎吨水泥价格比1140.6~0.82、各种磨球优缺点比较：铸 球 种 类高 铬中 锰白 口 铁贝氏体球铁球优 点 适用于水泥磨煤行业（干磨），磨耗低 廉价，不用电炉 廉价，不用电炉 廉价，也可不用电炉 干磨湿磨均适用 原材料来源广泛缺 点 成本高，需电炉 铬铁要进口 不适于湿磨 质量不稳 容易碎球 硬度较低 质量不稳 容易碎球 硬度较低3、各种磨球的机械性能及跌落试验（从3.4M高度落下）磨 球 种 类硬度 HRC冲击值KgM／cm迭落试验磨前磨后迭落次数剥落尺寸（mm）热轧45#钢13.714.7／／／中锰球铁45.947.40.95326648高鉻铸铁53~620.3~0.610000~2000033新型贝氏体球铁51.252.21.225933354、新型贝氏体磨球的化学成分金相组织及生产工艺化学成分按铸件壁厚的不同，原铁水的化学成分范围如下：CSiMnPS3.6~3.82~3.52~3.5<0.070.08      新型贝氏体球铁的金相组织主要由贝氏体、马氏体及少量残余马氏体组成。新型贝氏体球铁的生产几乎可以不改变中锰球铁磨球的生产工艺流程，只对化学成分进行适当调整，因而保留了中锰球铁磨球的生产工艺简单、成本低的特点。铸铁可用砂型也可采用金型，浇注后需进行热处理。球化处理工艺与中锰球铁相同，采用冲入法，并用75Si-Fe进行多次孕育。      我们长期从事球墨铸铁研究，该项工作属国内首创，国外未见未见类似开发应用。选材来源广泛，价格便宜，采用余热淬火和特殊淬火介质，成本低，工艺简便易行；磨球的组织和化学成分设计新颖合理，在抗磨行业具有普遍推广应用的条件。曾获国家级新产品证书。  

可演示月球、地球及太阳的相对运动，昼夜形成、日月圆缺、日食和月食等现象