一、简介

山东建筑大学材料科学与工程学院先进材料铸造技术研究所由“山东省清洁铸造工程技术研究中心”核心人员组成。研究所现有固定成员9人，其中教授3人（含国务院特贴专家、二级教授1人），副教授5人，6人具有博士学位。

依据国家及山东省中长期科技发展规划的要求和山东省新材料及制造业发展需求，研究所围绕先进材料和液态成型（铸造）制备关键技术开展研究工作。研究内容包括先进功能材料研发、铸造清洁生产技术、增材制造技术、铸造计算机仿真技术及铸造智能化生产技术。涵盖先进材料计算与设计，先进功能合金材料研发、制备工艺及性能评估与评价，含铸造造型材料、合金熔炼、铸造工艺及铸造设备的铸造清洁生产，铸造全流程多尺度计算机仿真，材料领域数字化车间/智能工厂，以及资源绿色增值开发/再生等关键制备技术。

研究所坚持需求导向，立足新材料领域基础研究、应用基础研究、共性关键技术研究及相关成果转化，积极开展对外合作与人才交流。建设新材料科技创新平台，承担新材料领域高水平人才的培养责任。为企业提供先进材料和铸造技术领域技术支撑和科技成果转移转让，为山东省和我国的新材料和技术发展做出贡献。

二、现有科技成果简介

1、铸造清洁生产技术研究

根据山东省铸造业发展现状和未来发展目标，重点解决铸造行业污染重、耗能高、资源消耗大、产品质量低，与社会及科技发展不协调等问题。大力开展铸造合金开发及熔炼过程中的节能及环保技术、铸造废弃物处理及回用技术、绿色铸造工艺及新型铸造设备、铸造车间粉尘治理及资源化、绿色铸造材料研究等领域的攻关研究工作。在此基础上，选择技术成熟、适用性强、效益显著的科技成果进行推广应用，使之快速产业化，推动企业的科技进步和清洁化生产。自山东省铸造清洁生产工程技术研究中心成立以来，多次发表高水平论文，先后获得山东省科技进步奖二、三等奖各一项，教育部科技进步二等奖一项，中国机械工业科技进步三等奖一项，出版了《铸造粘土旧砂完全再生技术》专著，对铸造粘土旧砂的完全再生技术进行了系统的阐述。开发了粘土旧砂完全再生成套设备、30t/h砂烘干设备，实现了产学研一体化。2017年，孙清洲教授主持的山东省科技计划项目“粘土完全再生砂改性技术研究”（2014GSF116022）通过了由山东省教育厅组织的验收。

2、抗菌不锈钢

研究开发了新型含铜马氏体抗菌不锈钢和新型高硬度含银马氏体抗菌不锈钢，得到了抗菌不锈钢组织和影响性能的影响规律，设计了满足要求的合金成分配方；开发了马氏体抗菌不锈钢的熔制和热加工，给出了特殊的热加工工艺，解决了高碳抗菌不锈钢锻造和轧制开裂问题，保证该类钢的顺利生产；确定了既保证不锈钢具有优良抗菌性，又保证其硬度不降低甚至提高的热处理工艺。马氏体抗菌不锈钢的抗菌率>99.9%，抗拉强度为1700MPa，硬度不低于56HRC。该项目主要技术达到国际先进水平。

3、抗菌铝合金

通过复合添加多种合金元素，对Al-Mg-Si和Al-Mn材料进行了大量研究，探索了合金组织、力学性能、耐蚀性以及抗菌性能的影响基理；在此基础上，设计了力学性能和变形性能均优异的合金成分，开发出合适的热处理工艺，提高了铝合金的综合性能，其中，铝合金的抗菌性能达到99.9%。

4、铸造过程多尺度计算机仿真技术

对各种铸造方法凝固过程开展研究，建立了金属凝固过程微观（介观）组织演化模型，开发了凝固过程微观（介观）组织演化模拟技术。应用Anycasting、Procast及Magma宏观铸造过程仿真软件，实现了凝固过程的宏观尺度模拟，对不同工艺参数下的铸造凝固过程进行仿真计算，预测了铸造缺陷的形成。通过宏观/微观耦合，开发了铸造过程的多尺度模拟技术，预测了不同工艺条件下宏观尺度铸造缺陷的形成以及微观组织的演化过程。

5、非晶合金服役性能的研究

采用急冷凝固技术进行铝基和铁基非晶合金的制备，并采用不同的外力场对非晶合金进行处理，然后对其磁性、耐蚀性、硬度和塑性进行了测试，研究发现非晶合金中的存在的骨架结构在外力场的作用下会发生逾渗，从而导致其磁学和力学性能的突变。同时，骨架原子集团的数量越多，非晶合金的耐蚀性越强。

6、材料领域数字化车间/智能工厂建设

研究所成员对材料领域智能制造项目的实施具有丰富经验，曾参与完成2017年工信部智能制造新模式应用项目《万吨级新溶剂法纤维素纤维智能制造数字化车间》、2019年中国纺织工业联合会科技指导性项目《水刺法非织造布柔性制造智能工厂关键技术装备及工程化应用》。

7、难处理含铁资源绿色及增值开发利用

以促进典型难处理含铁资源之一低品位硼铁矿高效利用为目的，提出了硼铁矿金属化还原-分选-含硼废弃物二次开发应用的综合利用新工艺。针对新工艺的关键环节，进行了硼铁矿金属化还原-分选工艺、非磁性产物硫酸浸出-分级结晶工艺、含硼废弃物用作球团添加剂工艺等系统研究，探讨了新工艺所涉及的碳热还原热力学、非等温热分解动力学、溶液热力学以及有价组元迁移规律等相关机理。通过探讨解决硼铁矿综合利用技术瓶颈背后的核心科学问题，丰富和完善硼铁矿资源高效利用的理论体系，为工艺的改进和完善提供科学依据，促使基础研究成果走向应用，同时为其他难处理含铁资源的开发利用提供参考。

三、研究所中英文名称信息

1、研究所名称

中文：先进材料铸造技术研究所

英文：Institute of Advanced Materials and Foundry Research

2、所长

衣冠玉 所长/副研究员/博士  

Dr. Guanyu Yi  Director/Associate Prof.

邮箱：yiguanyu@sdjzu.edu.cn

yiguanyu@hotmail.co.uk