为落实《“十三五”广东省科技创新规划（2016-2020 年）》，根据《广东省重点领域研发计划实施方案》，围绕 国家重大工程和我省先进制造产业的关键支撑材料需求，结 合国际新材料前沿技术发展趋势，启动实施“先进制造关键支撑材料”重点专项。

本重点专项的目标是：面向我省高端装备制造、特高压 及相关电气制造产业重点领域关键材料需求和重点基础材 料的性能提升需求，突破一批关键材料与技术，推动相关材 料的高性能、差别化发展，提高先进制造重点领域新材料的 全链条贯通、集成和应用水平。

本专项重点部署 4 个专题，每个专题支持 1 项，实施周 期为 3-4 年。申报时需按专题申报，研究内容必须涵盖该专 题下所列的全部内容，项目完成时应完成该专题下所列所有 考核指标。每专题参研单位总数不得超过 10 个。除特别说 明外，本专项要求企业牵头申报，大企业联合创新型中小企 业、高校、科研院所等，产学研联合申报；项目完成时取得 的成果需实现量产和销售。

专题 1：高品质热作模具钢研发与产业化（专题编号： 20190184）

研究内容：

研究优化高品质热作模具钢合金成分设计、全链条生产 工艺对使用性能影响；研发高品质热作模具钢及模具生产加 工工艺新技术，提高钢的纯净度，降低夹杂物，降低连铸坯 表面裂纹，改善钢材内部质量，减少内部偏析、疏松、裂纹， 实现碳元素偏析波动小，强度、韧性、耐腐蚀、耐磨损、热 疲劳寿命等性能的协同提升；研发基于大科学装置平台的模 具钢材料性能和残余应力等先进表征、控制技术；建立模具 钢组织、性能与热疲劳特性的内在联系的数据库；研究残余 应力对模具加工、服役行为及使用寿命影响规律；研究热作 模具钢的服役疲劳失效机理，建立热作模具钢的疲劳评定标 准；研究并开发不同工况下热作模具的表面强化技术与工艺， 提高热作模具的耐磨性和服役寿命；研发模具钢全链条生产 全工艺的数值仿真模型、疲劳寿命预测多尺度数值仿真模型 及软件系统。

考核指标：

（1）开发出性能稳定高品质热作模具钢坯/钢锭，钢中 气体含量：T.O≤12ppm、N≤80ppm、H≤1.5ppm；杂质元素： P≤0.011%、S≤0.002%、Ti≤30ppm；夹杂物等级：A、C≤0.5 级，B、D≤1.0 级；成分偏析：全截面碳元素波动≤±0.04%；

（2）生产出高品质模具钢模块，截面尺寸≥460 mm×460 mm，模块心部材料的硬度为 HRC44-46 时，H13 钢横向韧性 （V 型缺口）≥14.5 J，模块心部横向冲击功（无缺口）＞300 J；改进型钢横向韧性（V 型缺口）≥19 J，模块心部横向冲 击功（无缺口）＞350 J；

（3）球化组织与带状偏析符合 AS1-AS5 标准；晶粒度 ≥8 级；

（4）300 ℃-500 ℃热导率≥30 W/m·K；

（5）截面内残余应力水平≤200 MPa；

（6） 热作模具正常使用条件下寿命达10万模次以上， 2 万模次内无热蚀斑点、无龟裂；

（7）热冲压以不低于 3SPM 节拍连续冲压 2 万模次内 关键型面尺寸变化低于 0.1 mm；

（8）建立热作模具钢的疲劳评定标准，建立热作模具钢疲劳寿命预测模型；

（9）申请核心生产工艺及技术发明专利 8 件以上；

（10）项目完成时，实现高端热作模具钢替代进口并实 现产业化应用，新增产值 2 亿元。项目成果应用示范指标如 下：

① 汽车轻量化合金冲压模具。尺寸≥500 mm×500 mm×180 mm， 碳偏析≤±0.02 wt%，热处理完成后硬度均匀 性≤±2HRC，变形度在 0.1 mm 以内，关键尺寸加工精度在 0.02 mm 以内，CNC 精加工完成后粗糙度在 Ra0.8 以内，模 具内残余应力≤200 MPa，寿命≥10 万模次。

② 5G 通讯基站铝合金构件压铸模具。屏蔽盖压铸模具： 尺寸≥840 mm×650 mm×140 mm，变形度在 0.2 mm 以内；围 框压铸模具：尺寸≥650 mm×650 mm×120mm，变形度在 0.1 mm 以内。关键尺寸加工精度在 0.02 mm 以内，碳偏析≤0.02 wt%，热处理完成后硬度均匀性≤±2HRC、CNC 精加工完成 后粗糙度在 Ra0.8 以内，模具内残余应力≤200 MPa，寿命≥10 万模次。

支持方式与强度：无偿资助，每项不超过 2000 万元。

专题 2：超硬材料及其在典型工程中的应用研究（专题 编号：20190185）

研究内容：

开发具有高硬度、高强度和高耐磨性的纳米/超细晶硬质 合金材料设计及制备技术；研究晶粒生长抑制剂在纳米/超细 晶硬质合金中存在状态的调控技术，解决抑制剂分布不均匀 的难题；研究大长径比硬质合金棒材/管材的近净成形技术和 高致密化处理技术；优化硬质/超硬涂层刀具形状及几何角度 设计和加工工艺算法；开发基于高分辨率、高帧率数字图像 的刀具几何参数在线检测系统；研究涂层制备过程形核、生 长及显微组织演化，揭示显微组织对性能（力学、高温及摩 擦磨损等性能）的影响规律，建立硬质/超硬涂层组织性能调 控理论；探索涂层与刀具之间的匹配性，建立涂层与刀具之 间的适应性准则；研究硬质/超硬涂层刀具的服役性能（切削、 抗高温氧化及摩擦磨损性能等），揭示其失效方式和退化机 理；研究适用于难加工材料的精密高效切削工艺，建立研发 刀具高速切削数据库。

考核指标：

（1）纳米/超细晶硬质合金平均截线晶粒度 dm≤0.2 μm， 抗弯强度≥ 4900 MPa，洛氏硬度 HRA ≥ 94；

（2）刀片研磨精度尺寸在 0.003 mm 以内，成型刀具成 型轮廓精度控制在被加工部件公差 1/3 以内，径向跳动和端 面跳动控制在 0.003 mm 以内；

（3）开发刀具几何参数在线监测系统，重复测量精度 需达到 2 μm 以内；

（4）硬质涂层厚度：1-20 μm；硬度≥35 GPa，结合力 ≥70 N；抗氧化温度≥900 ℃；

（5）金刚石超硬涂层的厚度:3-20 μm，硬度≥80 GPa； 涂层耐冲刷时间≥180 秒，涂层耐磨性比基材提高 5 倍以上；

（6）建立多因素耦合下刀具损伤失效的评价方法，提 供完整的涂层刀具切削性能评价体系。建立包含系统管理模 块、基础信息管理模块及工艺参数管理模块的刀具高效切削 数据库，实现刀具寿命与加工质量的准确预测；

（7）项目完成时关键材料实现产业化，实现目标产品 在航空航天、轨道交通等重点工程上应用，能够替代同类进 口产品，新增产值 4 亿元以上，项目成果应用示范指标如下：

① 航空碳纤维复合材料加工用金刚石超硬涂层刀具： 表面粗糙度≤0.5 μm，加工寿命≥160 小时；

② 3C 智能终端石墨模具加工用金刚石超硬涂层刀具： 加工石墨模具 450 分钟，刀具后刀面磨损量≤0.30 mm；

③ 不锈钢加工用硬质涂层刀具：表面粗糙度≤1 μm，加 工寿命≥20 小时；

④ 高强度钢加工用硬质涂层刀具：干式加工条件下， 铣削加工硬度>HRC60 的高强度钢，表面粗糙度≤0.5 μm，刀 具寿命≥10 小时；

（8）申请核心发明专利 10 件以上。

支持方式与强度：无偿资助，每项不超过 1000 万元。

专题 3：高性能铝/镁轻合金在重点工程中的应用研究（专题编号：20190186）

研究内容：

（1）研究高性能铝/镁轻合金的成分优化设 计与强化相调控；

（2）研究熔体洁净化、细晶化和均质化处 理技术以及大规格高品质 7000 系铝合金锭的铸造技术；

（3）研究宽幅薄壁铝合金挤压材的制造工艺与性能均匀性控制 技术；

（4）研究大尺寸薄壁铝/镁合金高真空压铸件的控形控 性技术；

（5）研究相关的工艺与模具设计、连接等关键应用 技术；

（6）研究镁合金表面防护技术；

（7）建立宽幅薄壁铝 合金挤压材和大尺寸薄壁铝/镁合金高真空压铸件示范生产 线；

（8）实现研发的 7000 系铝合金宽幅薄壁挤压材在高铁 车体、汽车保险杠等部件的典型应用，以及实现铝/镁合金高 真空压铸件在汽车减震塔、底盘后纵梁、车门内板和电池包 托盘等部件的典型应用。

考核指标：

（1）新型铝合金挤压构件主要指标要求如下：抗拉强 度≥650 MPa，屈服强度≥580 MPa，延伸率≥10%；抗应力腐 蚀性能（沸腾氯化钠溶液法）：抗拉强度δ溶≥0.98δ空，断裂时 间 T 溶≥0.5T 空；疲劳性能：10⁷次应力循环后不发生断裂的疲 劳极限≥250 MPa；焊接性能：MIG 焊焊缝强度系数≥70%， 搅拌摩擦焊焊缝强度系数≥90%；

（2）新型铝合金材料的大规格铸棒最大直径≥650 mm， 含氢量≤0.10 mL/100g Al，含渣量≤0.2 mm² /kg，偏析层厚度 ≤1 mm；

（3）镁合金熔体纯净度：Fe 含量≤20 ppm，Si 含量≤40 ppm，夹杂物体积含量≤0.8%，夹杂物最大尺寸≤20 μm，流 动性试样长度≥1000 mm；

（4）项目完成时实现目标产品在高铁、新能源汽车等 重点工程上的应用，实现部分产品替代同类进口产品，累计 新增产值 15 亿元，项目目标产品及性能指标如下：

① 高铁车体用大规格薄壁铝材：铝材最大宽度≥900 mm， 壁厚≤2 mm，屈服强度波动范围≤15 MPa；抗拉强度≥550 MPa， 屈服强度≥450 MPa，延伸率≥10%；抗应力腐蚀性能：抗拉 强度δ溶≥0.98δ空，疲劳性能 10⁷次应力循环后不发生断裂的疲 劳强度极限≥250 MPa；MIG 焊缝强度系数≥70%

② 汽车保险杠和动力电池托盘铝挤压材：壁厚≤2.0 mm， 屈服强度波动范围≤20 MPa；抗拉强度≥560 MPa，屈服强度 ≥480 MPa，延伸率≥10%；抗应力腐蚀性能：抗拉强度δ溶/δ空 ≥0.98，MIG 焊焊缝强度系数≥70%；疲劳性能在 50-100 万次 之间。

③ 铝/镁合金底盘后纵梁、减震塔、车门内板、电池包 托盘构件等高真空压铸件：最大尺寸≥1300 mm×600 mm×350 mm，最大投影面积≥0.8 m²，最小壁厚≤2.0 mm，平均壁厚≤3.0 mm；铝高真空压铸构件抗拉强度≥350 MPa，屈服强度≥280 MPa，伸长率≥10.0%；镁压铸构件抗拉强度≥300 MPa，屈服 强度≥160 MPa，伸长率≥8.0%，耐中性盐雾试验 3000h 以上；

（5）申请核心技术发明专利 10 件以上，围绕项目形成 的创新成果发表高水平论文。

支持方式与强度：无偿资助，每项不超过 1500 万元。

专题 4：电气领域环保含氟化合物的开发与工业化示范 （专题编号：20190187）

研究内容：

（1）具有独立知识产权的全氟异丁腈合成工艺路线开 发；

（2）过程催化剂开发及机理研究，建成吨级/年催化剂 生产线；

（3）全氟异丁腈工业示范装置开发；

（4）全氟异丁腈物性参数测定及大气化学机理研究；

（5）建立全氟异丁腈分析检测标准；

（6）开发全氟异丁腈混气与回收装置。

考核指标：

（1）建立 100 吨/年全氟异丁腈工业示范装置，氟化物 排放标准按照大气污染物综合排放国家最新标准执行；

（2）产品全氟异丁腈满足以下指标：纯度≥99.0%，水 分≤10 ppm，六氟丙烯≤0.1%，酸度（以 HF 计量）≤1 ppm， 空气≤0.3%；

（3）过程催化剂主原料转化率＞85%，收率＞80%，催 化剂选择性＞85%，催化寿命＞15000 h；

（4）牵头或参与制定全氟异丁腈分析检测行业标准 2 件以上；

（5）研制全氟异丁腈混气样机与回收装置样机；

（6）申请发明专利 20 件，围绕项目形成的创新成果发 表高水平论文，产品实现应用验证。

申报要求：本项目要求由省实验牵头申报。 支持方式与强度：无偿资助，每项不超过 3000 万元。

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