九游官網app支撐火箭飛向蒼穹的“高強輕質骨骼”——鋁合金壁板和加強框,不僅要承受極端高溫和壓力,還必須像精密藝術品一樣“一絲不茍”。然而,傳統鋁合金加工技術在“精度”“強度”“效率”之間難以兼顧,顧此失彼。武漢理工大學華林教授團隊歷經多年攻關,研發鋁合金預硬化成形制造變革性技術——讓火箭的“骨骼”更輕、更強、更精準,保障了長征十二號火箭項目的順利推進和成功首飛,相關技術將運用于民用汽車制造等領域。
2月底,湖北日報全媒記者走進位于武漢理工大學的高溫輕合金及應用技術全國重點實驗室,探尋華林教授團隊突破鋁合金塑性成形-熱處理成性協同難題,讓鄂研“超強筋骨”——鋁合金構件強韌性達到國際最高水平的秘密。
2024年12月,我國長征十二號運載火箭在海南文昌騰空而起,這枚被譽為“中國近地軌道運力最強單芯級火箭”的龐然大物,將中國單芯級火箭近地軌道運力提升至10噸以上。
其核心“骨骼”——鋁合金壁板和加強框等主承力構件,閃耀著武漢理工大學華林教授團隊的智慧光芒。
在汽車、飛機、火箭、航母等高端制造領域,鋁合金材料因其輕量化、耐腐蝕和高強度的特點備受青睞。然而,傳統鋁合金制造工藝需要反復鍛造和熱處理,在這一過程中,鋁合金就像一個“任性的孩子”:要么精度低、組裝時“差之毫厘,謬以千里”,要么強韌性不足會降低火箭運載能力,要么制造周期長效率低,難以滿足商業航天批量生產需求。
面對這些挑戰,武漢理工大學華林教授經過十余年深耕,帶領團隊研發全球首創的高強鋁合金高效精準成形技術,成功破解塑性成形與熱處理協同難題,馴服鋁合金。
2月28日,在華林教授的辦公室,他介紹,傳統工藝需在成形后熱處理“補強”,就如打鐵塑形時需要淬火,但易導致開裂和變形,精度差;團隊研發的技術通過坯料預先淬火時效,在材料成形前就使其內部晶體結構“排列整齊”,提前獲得高強度和高塑性,就像給金屬注入“變形強化基因”,讓其“預硬化”,模具成形制造過程中,變形強化與相變強化疊加,獲得高強度;模具成形后取消了淬火熱處理工序和人工校形工序,獲得高精度和高效率。該技術既能滿足火箭“零容錯”組裝高精度制造需求,又確保構件保持超高強度,從容應對運載火箭服役的極端工況。
華林教授形象比喻稱:“這項技術就像給金屬做了一場‘特訓’——既要讓它足夠強壯扛住沖擊,又要讓它足夠聽話,嚴格按照設計圖紙‘生長’。”
中國航天科技集團八院專家表示:“高強鋁合金高效精準成形技術的應用不僅解決了長征十二號火箭的‘卡脖子’難題,更標志著我國在高強輕量化結構制造領域已具備國際競爭力!”
華林教授團隊與上海航天設備制造總廠深度合作,研制出高強韌性和高精度火箭壁板、加強框等大型復雜鋁合金薄壁構件,各項性能指標均優于設計要求,實現火箭鋁合金主承載構件高質高效成形制造,保障了長征十二號火箭項目的順利推進和成功首飛。同時,將相關構件生產效率提高10倍以上,單件成本降低40%,為商業航天規模化生產奠定基礎。
記者獲悉,這一技術已開始運用于東風汽車新一代“猛士”軍車上,并將運用于民用汽車制造等領域。
華林教授介紹,在車輛交通事故中,側面碰撞事故占比最高,側面碰撞中主要保安件是車門防撞梁。通過高強鋁合金高效精準成形技術運用后,目前車門防撞梁抗拉強度超600MPa、是普通鋁合金的2倍,延伸率13%,強韌性達國際最高水平,讓汽車“特抗撞”。
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