日前，2019年度国家科学技术奖初评结果公布，由北京科技大学、江苏精研科技股份有限公司、上海富驰高科技股份有限公司联合完成的《高性能特种粉体材料近终形制造技术及应用》项目获评二等奖。

用关键 技术难度限制利用

        高性能特种粉体材料在国防装备和民用高技术产品中具有不可取代的关键作用。但是，由于硬度高、脆性大、性能对加工状态敏感等问题，采用传统材料加工技术难以制备成复杂形状的、可以使用的零件，极大地限制了这类材料性能的发挥和有效利用，也成为我国许多国防装备和民用工业领域发展的瓶颈。

        与此同时，粉末注射成形在高性能复杂精密零部件的低成本批量化制备方面具有独特优势，被认为是未来制造业十大颠覆性技术之一。然而，对于不同材料，该技术所面临的技术难点不尽相同，需要有针对性地开展创新研究。

多项合力 技术突破制造终端

        在此背景下，项目针对国防装备、汽车、智能电子产品等领域的需要，开展了金属钨、氮化铝、软磁合金等特种粉体材料注射成形的研究，突破了近球形微细粉末制备、精确成形、强化烧结与组织性能调控等关键技术，实现了此类材料制品的高性能近终形制造。具体表现为：

        1、发明了适合注射成形的近球形微细特种粉体制备和改性新技术。创立了溶液燃烧合成难熔金属和非氧化物陶瓷粉体反应体系和工艺，率先开展了等离子球化窄粒径分布难熔金属粉体改性新技术研究，制备出高分散近球形微细氮化铝、金属钨等特种粉体，填补了国内外空白。

        2、发明了适合不同材料的多种粘结剂体系及成形和高效脱脂工艺。建立了基于聚合物功能基团的多组元粘结剂设计原理，首次将两相流理论和混沌理论应用于粉末注射成形充模过程的研究，解决了坯体的成形、保形、残碳、增氧、缺陷控制等难题。

        3、发明了多孔脱脂坯强化烧结致密化和组织性能精确调控技术。基于细晶强化、结构活化等原理，建立了金属钨和金属软磁强化烧结新工艺；综合利用液相烧结和残碳“脱氧”原理，解决了氮化铝高致密化、晶界相控制和晶格净化等难题。高致密度金属钨的抗电子轰击性能提高了2 个数量级；铁基软磁的最大磁导率提高了3-5 倍；氮化铝的热导率高达248W·m-1·K-1。

         4、发明了磁场注射成形机、高效脱脂炉和节能烧结炉等关键装备，建立了基于机器视觉的产品尺寸、外观质量在线检测，工业机器人动态抓取、装配和分拣软硬件系统，实现全自动化生产，效率提高6 倍以上，产品尺寸精度≤0.2%。

以点带面 成果颇丰发展显著

        项目相关技术成果先后获得教育部技术发明一等奖2项，中国有色金属工业科学技术奖（发明）一等奖2项，获世界粉末冶金大会产品奖2项。申请中国及PCT 专利 162 项，其中授权发明专利 72 项、实用新型专利68 项，软件著作权6 项，出版著作2 部，发表SCI 论文223 篇。

        其中，“复杂形状氮化铝构件注射成形工艺技术”和“高性能金属钨制品精密制备技术”达到“国际领先水平”，金属软磁制品“使用性能达到国际最好水平”。

        除了科研成果，项目累计建设了54条生产线，其中江苏精研和上海富驰已发展成为世界排名前两位的注射成行企业。近三年，新增销售39.5亿元，新增利润7.9亿元，经济和社会效益显著。在项目的推动下，多种产品打破国外技术封锁，解决了多项国防装备建设和研发的“卡脖子”问题，满足了国家重大需求，引领和推动了我国粉末注射成形产业的形成和发展。