面向工程研究的高校金屬材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

姜明

[摘 要]我國(guó)科技界正經(jīng)歷從“唯論文”到分類評(píng)價(jià)的轉(zhuǎn)變，鼓勵(lì)科研成果的產(chǎn)業(yè)化。在此背景下，該文通過(guò)對(duì)金屬新材料制備成形技術(shù)與裝備教育部工程研究中心在工程化應(yīng)用研究的組織與實(shí)踐進(jìn)行剖析，總結(jié)了作為依托高校進(jìn)行建設(shè)的金屬材料類重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展的工程化應(yīng)用研究順利開(kāi)展的保障措施。首先，對(duì)金屬新材料制備成形技術(shù)與裝備教育部工程研究中心的組織架構(gòu)及情況進(jìn)行了基本介紹;然后，通過(guò)從先進(jìn)的儀器設(shè)備配置、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及場(chǎng)地保障、團(tuán)隊(duì)構(gòu)建及人才服務(wù)保障等三個(gè)方面開(kāi)展闡述;最后，分析了某新型高強(qiáng)耐磨鋁青銅合金制備及成形技術(shù)的推廣應(yīng)用案例。

[關(guān)鍵詞]金屬材料;重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;應(yīng)用研究

[中圖分類號(hào)] G642[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）44-0-02[收稿日期] 2020-04-29

隨著科技迅猛發(fā)展及全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與重塑，面對(duì)新的歷史機(jī)遇與挑戰(zhàn)，我國(guó)確立了2020年建設(shè)成創(chuàng)新型國(guó)家的目標(biāo)。創(chuàng)新型國(guó)家的建設(shè)需求是多層次、多方位的[1]，由此，我國(guó)科技界正經(jīng)歷從“唯論文”到分類評(píng)價(jià)的轉(zhuǎn)變[2]。特別是對(duì)于應(yīng)用研究及技術(shù)開(kāi)發(fā)類科技活動(dòng)，正在踐行“把科技成果應(yīng)用在實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的偉大事業(yè)中”[3]。

適逢其時(shí)，正式頒布的《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》中明確提出了“建成全球科技創(chuàng)新高地和新興產(chǎn)業(yè)重要策源地”的要求。華南理工大學(xué)作為粵港澳大灣區(qū)中具有鮮明“工科”特色的研究型大學(xué)，其基于科技創(chuàng)新的工程化應(yīng)用研究成果勢(shì)必將成為粵港澳大灣區(qū)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要源頭。本文依托該校建設(shè)的金屬新材料制備成形技術(shù)與裝備教育部工程研究中心為對(duì)象，探討高校金屬材料類重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室服務(wù)于工程化應(yīng)用研究的組織與實(shí)踐。

一、工程技術(shù)研究中心基本情況

金屬新材料制備成形技術(shù)與裝備教育部工程研究中心（以下簡(jiǎn)稱“中心”）依托華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科、材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科博士授權(quán)點(diǎn)、機(jī)械制造及其自動(dòng)化二級(jí)學(xué)科國(guó)家重點(diǎn)（培育）學(xué)科、機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科博士授權(quán)點(diǎn)、材料科學(xué)與工程博士后流動(dòng)站及機(jī)械工程博士后流動(dòng)站進(jìn)行建設(shè)。是華南理工大學(xué)“211工程”“985工程”重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科，同時(shí)也是“985工程”材料制備與成形國(guó)家級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)。

中心涵蓋了三個(gè)主要研究方向：先進(jìn)金屬材料高效近凈成形鑄造技術(shù)、先進(jìn)金屬粉體材料高效近凈成形技術(shù)、先進(jìn)金屬材料高效精密塑性成形技術(shù)。中心目前總面積22600m2，包括：基礎(chǔ)研究基地2600m2，中試開(kāi)發(fā)基地2000m2及產(chǎn)業(yè)化基地18000m2。共有設(shè)備1700余臺(tái)（套），總資產(chǎn)達(dá)7000余萬(wàn)元。實(shí)驗(yàn)室具備了從事鑄造、粉末冶金、塑性成形技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、中試、工程化研究的良好條件。

二、工程化應(yīng)用研究的組織與服務(wù)保障

（一）先進(jìn)的儀器設(shè)備配置

中心現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置1700余臺(tái)（套），總資產(chǎn)達(dá)7000余萬(wàn)元。由于所從事的研究多為開(kāi)創(chuàng)性的工程應(yīng)用研究，故實(shí)驗(yàn)設(shè)備具有鮮明的自開(kāi)發(fā)特點(diǎn)。譬如：研制的40MN擠壓鑄造機(jī)為世界上噸位最大的擠壓鑄造裝備，16MN擠壓機(jī)和25MN臥式雙動(dòng)擠壓機(jī)也為同類平臺(tái)翹楚。

材料制備與成形平臺(tái)是為新金屬材料研發(fā)、制備及成形提供服務(wù)，可分為鑄造類實(shí)驗(yàn)設(shè)備、粉末冶金類實(shí)驗(yàn)設(shè)備及塑性加工類實(shí)驗(yàn)設(shè)備。對(duì)于鑄造類實(shí)驗(yàn)設(shè)備，主要包含各類熔煉爐、擠壓鑄造機(jī)、連續(xù)鑄造機(jī)及離心鑄造機(jī)等設(shè)備。粉末冶金類實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要包括大噸位系列粉末壓機(jī)、燒結(jié)爐及噴射成形裝備等。塑性加工類實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要包括：臥式擠壓機(jī)、矯直機(jī)、軋制等塑性加工設(shè)備。

材料檢測(cè)平臺(tái)是對(duì)新金屬材料的制備及成形后進(jìn)行性能檢測(cè)及測(cè)試提供服務(wù)。主要包含有美國(guó)Optima 3000等離子體發(fā)射光譜儀、德國(guó)SRV摩擦磨損測(cè)試系統(tǒng)、萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)、德國(guó)IM6ex電化學(xué)工作站等測(cè)試儀器。

計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)具有全套美國(guó)MSC公司CAE分析軟件包、日本QUALICA公司鑄造CAE軟件包、計(jì)算機(jī)網(wǎng)格計(jì)算平臺(tái)等，可為鑄造、塑性成形、粉末冶金等成形過(guò)程的數(shù)值模擬研究提供服務(wù)。

（二）服務(wù)于工程化研究的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及場(chǎng)地保障

中心圍繞金屬材料近凈成形技術(shù)開(kāi)展金屬新材料制備成形技術(shù)及裝備的研發(fā)及工程化應(yīng)用，在產(chǎn)品創(chuàng)新、技術(shù)輻射和成果產(chǎn)業(yè)化等方面開(kāi)展了卓有成效的工作。建立了包含粉末冶金、擠壓鑄造、精密塑性成形等新型金屬材料從材料設(shè)計(jì)到制備技術(shù)、零部件成形技術(shù)、相關(guān)裝備的制造技術(shù)以及檢測(cè)評(píng)價(jià)手段等一整套完善的創(chuàng)新研究開(kāi)發(fā)平臺(tái)，形成了金屬材料近凈成形技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)，使之能夠?yàn)楣こ萄芯恐行牡倪\(yùn)行提供必要的平臺(tái)保障。

同時(shí)，中心對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行整合，形成了相對(duì)獨(dú)立的金屬材料成形及裝備研究開(kāi)發(fā)基地，主要包括材料分析實(shí)驗(yàn)室、成形工藝實(shí)驗(yàn)室、成形裝備研發(fā)實(shí)驗(yàn)室、CAD/CAM/CAE實(shí)驗(yàn)室、工程化中試車間等。有力地保障了研發(fā)及工程化應(yīng)用的順利進(jìn)行。

（三）面向工程化研究的團(tuán)隊(duì)構(gòu)建及人才服務(wù)保障

為保障工程研究就成果推廣的順利進(jìn)行，中心建設(shè)了一支年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷層次、職稱結(jié)構(gòu)、知識(shí)結(jié)構(gòu)合理，工程化研究開(kāi)發(fā)與轉(zhuǎn)化素質(zhì)較高的百余人組成的高水平創(chuàng)新研究開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)。研究團(tuán)隊(duì)中有中國(guó)工程院院士1人，“國(guó)家杰出青年科學(xué)基金”獲得者2人等一批杰出領(lǐng)軍人才。同時(shí)，為了更科學(xué)的制定研究發(fā)展戰(zhàn)略、研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃、評(píng)價(jià)工程設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方案及提供技術(shù)經(jīng)濟(jì)咨詢與市場(chǎng)信息，中心建立了技術(shù)委員會(huì)制度并聘請(qǐng)了中南大學(xué)黃伯云院士擔(dān)任技術(shù)委員會(huì)主任。

在人才服務(wù)保障方法，建立寬松、開(kāi)放和民主的學(xué)術(shù)氛圍，根據(jù)學(xué)術(shù)骨干各自學(xué)有專長(zhǎng)的特點(diǎn)，建立相互平等的合作關(guān)系，保持了相對(duì)穩(wěn)定性。實(shí)行流動(dòng)與開(kāi)放的機(jī)制，在學(xué)校統(tǒng)一管理下采用優(yōu)厚政策吸引國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀人才，在穩(wěn)定基本研究隊(duì)伍的前提下，創(chuàng)造人才合理流動(dòng)環(huán)境。同時(shí)建立全開(kāi)放和半開(kāi)放的項(xiàng)目合作模式，吸引國(guó)內(nèi)外相關(guān)企業(yè)中具有豐富工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的科技人員參與研究工作。

三、基于科技創(chuàng)新的工程化應(yīng)用成果對(duì)產(chǎn)/行業(yè)的促進(jìn)影響，以新型高強(qiáng)耐磨鋁青銅合金制備及成形技術(shù)的推廣應(yīng)用為例

KK銅合金具有高強(qiáng)韌，抗沖擊，抗疲勞，減摩，耐磨，抗咬合，高承載，低溫升，優(yōu)良的抗大氣、淡水和海水腐蝕性能，特別適用于制造承受高應(yīng)力、高比壓（≥30MPa）、中速（≤10m/s）、中低溫（T≤400℃）的各類耐磨零件。該成果早在1997年就獲得了國(guó)家教委科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

依托中心的產(chǎn)業(yè)化基地，該項(xiàng)成果得到了廣泛的推廣應(yīng)用。KK合金研制成功后迅速實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。如陽(yáng)西縣某公司自1990年至2009年，應(yīng)用KK鋁青銅合金生產(chǎn)的蝸輪系列產(chǎn)品累計(jì)新增產(chǎn)值30多億元，新增利稅3億多元。KK合金鑄件最早用于替代進(jìn)口的高檔電梯曳引機(jī)蝸輪，近二十年來(lái)一直作為主要國(guó)產(chǎn)電梯的重要部件得到廣泛應(yīng)用，其中僅日立電梯（中國(guó)）公司自1990年至2009年應(yīng)用該成果累計(jì)新增產(chǎn)值200多億元、新增利稅80多億元。生產(chǎn)的產(chǎn)品除供應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)外，還大量出口到歐美、日本、中東、東南亞和港澳地區(qū)，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。該應(yīng)用成果獲2010年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)金屬新材料制備成形技術(shù)與裝備教育部工程研究中心進(jìn)行剖析，作為依托高校金屬材料類重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展的工程化應(yīng)用研究，應(yīng)充分發(fā)揮高校的人才聚攏優(yōu)勢(shì)，從實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備配置、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地保障及人才服務(wù)方面形成合力，保障此類研究的順利開(kāi)展并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

參考文獻(xiàn)

[1]劉有耀，蔣林，杜慧敏，等.工程應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐[J].高等工程教育研究，2015（05）：76-81.

[2]劉天星.實(shí)事求是破除“唯論文”傾向[N]，學(xué)習(xí)時(shí)報(bào).2020-04-01：006.

[3]習(xí)近平《在中國(guó)科學(xué)院考察工作時(shí)的講話》[J].九江學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2019.38（02）：2.