专利号

ZL201410161811.X

专利权人

江苏龙城精锻有限公司

专利名称

混合励磁发电机用爪极热锻冷挤制造工艺

推荐理由

拟推荐专利 ZL201410161811.X 混合励磁发电机用爪极热锻冷挤制造工艺是针对混合励磁爪极现有制造技术生产效率低、质量不稳定等问题提出的一种绿色高效节能的新型制造工艺技术。

爪极是伦德尔式交流发电机转子总成中的核心零件，其主要作用是将转子中励磁线圈产生轴向磁场转化为径向磁场，从而使得转子旋转时获得沿空间三维分布的交变磁场。混合励磁发电机转子用爪极（以下简称“混合励磁爪极”）是基于汽车发电机高功率轻量化的要求而发展出现的新一代爪极。其与常规爪极不同之处在于在爪极两侧面留有磁铁槽，装配使用时在磁铁槽中镶嵌永磁体，极大增加了发电机的导磁性能，从而大幅度增加发电机的功率和发电量。

对于混合励磁爪极而言，由于磁铁槽尺寸精度要求较高，现有专利技术 ZL200510095172.2 “汽车发电机用爪极的制造工艺”已经不能够满足要求，需要在此技术基础上额外对爪部进行铣削加工，而单个爪极一般有 6-8 个爪，每个爪均通过铣削方式加工出磁铁槽，生产效率十分低下而且生产成本极高，极大地限制了混合励磁爪极的推广和应用，该技术方案可以具体可参 CN201210145579.1 混合励磁发电机用爪极的加工工艺专利。

为了能够满足混合励磁爪极高效均质生产的需要，专利权人江苏龙城精锻有限公司于 2014 年提出了本发明专利申请，并于 2017 年获得授权。该专利涉及一种混合励磁发电机用爪极热锻冷挤制造工艺，包括以下步骤：下料 → 加热 → 锻造 → 切边 → 抛丸 → 冷挤 → 钻内孔 → 精镗内孔 → 车磁轭端面，其中：锻造时在磁铁定位面与磁铁支撑面相交处设置一条容料槽；冷挤时冷挤磁轭外圆面、底平面、内斜面和爪极外圆面，以及冷挤磁铁定位面和磁铁支撑面。本发明提供一种能保证爪极的磁铁支撑面与磁铁定位面相交处的圆角半径不大于 0.5mm 的混合励磁发电机用爪极热锻冷挤制造工艺，且生产效率高。

该授权专利文件总计 8 页，其中摘要页 1 页，权利要求书 1 页，说明书 3 页，说明书附图 3 页。拥有独立权利要求 1 个，从属权利要求 6 个，说明书已清楚、完整地公开发明的内容，权利要求书清楚、简要，权利要求以说明书为依据，保护范围合理。

拟推荐专利为专利权人自主研发，首次提出在锻造过程设置容料槽来为后续冷挤压提供材料流动空间，进而在满足零件局部形状尺寸精度的同时降低材料流动应力，提高模具寿命，从而使得混合励磁爪极的高效均质成形成为可能，具有很大的创新难度。

此外，在专利的运用保护方面，专利权人采用了产品化、资本化、标准化、专利风险定期监控和预警、系列专利申请和国际申请、竞争对手侵权证据收集等措施对本专利进行积极转化运用。

拟推荐专利在专利权人公司内进行了产业化实施，公司自 2015 年实施该专利技术以来，公司累计销售专利产品 2420 万件，新增销售额 36300 万元，新增利润 2178 万元，新增出口额 12705 万元，取得了良好的经济效益。

综上所述：拟推荐专利技术具有较高的新颖性、创造性，专利文本质量高，转化应用得当，取得了良好的经济和社会效益，特推荐参评第二十二届中国专利奖。

专利号

ZL201810749266.4

专利权人

无锡派克新材料科技股份有限公司

专利名称

一种大型高温合金高筒形锻件分段轧制方法

推荐理由

1 、参评专利技术独创性高： 参评专利首次提出一种大型高温合金高筒形锻件分段轧制方法，通过先采用分段异形模具对环形坯料进行分段局部轧制、后采用直壁模具对局部轧制后的环件进行整体轧制的方法，实现大型高温合金高筒件的分段轧制成形，提高了产品整体力学性能、均匀性和质量，在不增加设备投入的前提下，采用常规的轧环设备进行整体化轧环，大大降低了设备所需的轧制力，降低了生产成本，解决了以往采用分段焊接的方法实现大高度锻件锻造中存在力学性能不达标或采用大型辗环设备实现大高度锻件轧制带来生产成本过高的问题。参评专利还通过将分段局部轧制成形后的已轧制的各部分涂抹保温涂层和保温棉，以控制局部轧环后的环件在整体加热过程中的温度，保证锻件能够在狭窄的加工窗口温度内成形，避免已轧环部分的环件由于升温过快而导致力学性能下降，保证了已轧环部分的材料的强度，获得优良的组织性能。

2 、参评专利突破技术瓶颈： 参评专利技术方案实现了在异步轧制、多道次轧制、旋转轧制运动、导向运动、直径扩大运动等复杂环境下，实现精确控制高筒形锻件的轧制成形工艺，是制造高性能精密高筒形锻件的首选工艺，该专利技术方案是研制 750 ℃级变形高温合金精密环锻件的核心工艺技术方案，也是专利权人成为国内第一家成功研制 750 ℃级变形高温合金精密环锻件的单位的基础性原创技术方案，解决了我国航空发动机关键高筒锻件材料利用率和产品质量可靠性的瓶颈问题，提升军用航空发动机环锻件的整体制造水平，为新一代航空发动机的研发提供有力保障。

3 、参评专利应用范围广泛： 参评专利技术方案已广泛应用于我国航空发动机用压气机机匣、涡轮机匣、静叶环、密封环、支撑环、安装环等关键热端承力零件制造，满足了其苛刻的承温能力、力学性能和产品质量要求，该专利技术方案还可用于航空火箭大型环件、大型燃气机、烟气轮机、大涵道比涡扇发动机、兵器装备、工程机械等高端装备制造领域。

4 、参评专利经济、社会效益显著： 参评专利技术方案经济效益显著， 2017-2019 年，三年累计实现销售额 5.96 亿元，其中出口额达 8307.72 万元，主要客户涉及 GE 、 Rolls-Royce 、等国内外知名企业。

参评专利技术方案不但大幅度提高了航空航天飞行器环筒状主承力结构的强度、减轻了飞行器重量，而且促进高温合金巨型环锻件的研制生产与应用，形成我国巨型整体环锻件和高筒形环锻件的研制和生产能力，有助于完善大型高温合金高筒型锻件的系统研制体系，提升我国环锻件行业工艺技术综合水平和转型升级，解决国家重大工程和装备制造的瓶颈问题，保障和支撑我国航空航天和武器装备的持续发展，实现相关产品的产业化并填补国内空白。

专利号

ZL 201610967628.8

专利权人

山西中工重型锻压有限公司

专利名称

TiAl 合金棒材的制备方法

推荐理由

TiAl 合金具有低密度、高比强度、优异的高温抗氧化性能，有望在 700℃-900℃ 区间替代镍基高温合金，是航空发动机减重的关键结构材料。目前，航空发动机用 TiAl 合金压气机叶片主要采用模锻方式制备，高效均质的棒材是制约其工程应用的 瓶颈技术问题。

本专利申请之前， TiAl 合金棒材制备技术主要由铸锭冶金技术和粉末冶金技术两种，具体可参照已公开专利文献 CN101457331 、 CN101518794 、 CN103725910A 等。铸锭冶金技术主要是将铸锭切削后得到坯料，然后将坯料进行包套处理后在特定的温度范围内挤压成 TiAl 合金棒材。该工艺对包套材料有一定要求且需要在真空或氩气气氛下焊接，同时这种工艺存在一定的缺陷，如包套材料与 TiAl 合金协调变形能力差，导致棒材直径粗细不均，当挤压温度过高时包套材料还易与 TiAl 合金发生反应，影响棒材质量。粉末冶金技术是将粉末原料预制成形，然后通过致密化处理得到坯料，随后进行包套挤压，该技术工艺复杂，成本较高，同时坯料制备过程中粉料易发生氧化和引入杂质，成品的致密度为 85~90% ，使 TiAl 合金性能降低。

本发明采用水冷铜坩埚感应凝壳熔炼成功解决了难熔中间合金及成分严重偏析的问题；本发明在真空状态下进行等温挤压，避免了 TiAl 合金在加热过程中表面氧化，使得到的棒材具有良好的表面质量，无表面开裂现象，同时解决了常规挤压工艺中 TiAl 棒材从心部到外缘的存在温度梯度的缺陷，保证棒材组织的均匀性；本发明中采用无包套挤压，改变了传统的坯料处理方式，降低了成本，简化了挤压工艺，避免了包套材料与 TiAl 合金变形协调性不好的问题，使得到的棒材具有较高的尺寸精度，同时解决了包套材料与 TiAl 合金在高温下反应熔化的问题，改善了棒材的质量；本发明中采用高纯石墨制备挤压模具，降低了成本，同时石墨本身良好的润滑性保证了棒材的表面质量；本发明中得到的棒材晶粒均匀细小，具有良好的热塑性和变形协调性，适用于后续的等温成形过程，为生产性能优良的 TiAl 合金锻件制品提供良好基础 。该专利权利要求书清晰的表达了所要保护的工艺流程步骤及关键工艺步骤的要点，保护范围合理；专利说明书详细公开了本技术领域技术人员可重复实现的具体实施例，内容详实，文本质量高。

专利权人将本专利技术进行了开发和应用，开发出高性能 TiAl 合金棒材及压气机叶片，并与国内相关科研及应用单位进行合作，有望实现 TiAl 发动机叶片的工程应用。

本专利的精炼及无包套挤压成形工艺技术还为锻造领域其它高温合金产品例如高熵合金、镍铝金属间化合物等材料的制造提供启示，可有效促进国内难变形高温结构材料精密挤压工艺技术的创新升级，在航天、核电、军工等其它领域具有广阔的推广应用前景。

专利号

ZL 201710450504.7

专利权人

伊莱特能源装备股份有限公司

专利名称

一种低温环境用风电法兰制作方法

推荐理由

风力发电作为一种清洁能源，具有日益广泛的应用前景。在全球风力发电方兴未艾的今天，特殊环境下使用的风力发电机，对风电法兰的性能，也提出了更加严格的要求。

现有的风电法兰用 Q345E （或 S355NL ）材料，由于其良好的焊接性能、较高的强度、良好的塑性和低温冲击韧性，在国内外获得了广泛的应用。然而，这种材料的低温冲击性能，一般只能满足 -50 ℃冲击性能的要求，对于更低环境温度下的风力发电系统，其风电法兰所要求的更高的低温冲击要求，则无法满足。

本发明就是针对更低环境温度下，风电法兰更高的低温冲击性能要求，而提供的一种低温环境用风电法兰制作方法。通过进一步优化 Q345E 的化学成分，优化其锻造成型工艺和热处理工艺，锻造过程为保证具有充分的锻透性，根据工件下料尺寸选择合适的压机和锻比，热处理工艺根据锻件尺寸选择合理的升温速度和冷却速度，解决了风电法兰 -60℃ 冲击性能的技术难题问题。本发明使得风电领域法兰锻件能够满足 -60 ℃ Kv ≥ 50J 的低温冲击性能要求，同时也满足客户对强度、硬度和探伤的要求，该技术处于国内领先水平。