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          火箭院研制出高強鋁合金緊固件,強!韌!輕!

          來源:中國運載火箭技術研究院 2023-11-16 瀏覽:812


          它是火箭中
          應用最廣泛 使用量最大的基礎產品
          它叫——緊固件

          近期,火箭院總體設計部研制出航天新一代高強鋁合金緊固件,輕質、高強、可靠性能高,可推動航天緊固件產品迎來全面升級換代。

          火箭院總體設計部緊固件室副主任盧紅立介紹,該系列緊固件是全球首型強度量級達600MPa級的高強鋁合金緊固件產品,技術水平國際領先,能夠全面替代型號儀器支架安裝連接用碳鋼類緊固件,自重更輕,減重效果超過60%,大幅提升了緊固件輕質化水平,做到了航天緊固件產品的“單項冠軍”。




          一枚火箭上有幾十萬個緊固件,雖然單個緊固件的自重可能看起來影響并不是很大,但幾十萬個緊固件的重量加起來,對于“體重”錙銖必較的火箭來說,也是不小的。因此,新一代高強鋁合金緊固件的研發應用,對支撐航天型號輕質化發展有著重要意義。

          總體設計部副總師石玉紅介紹,高強度并不是緊固件研制的終點,我們想讓它既強且韌,除了在結構設計上進行優化,團隊還建立了拉伸強度、屈服強度、斷面收縮率、延伸率和沖擊韌性的緊固件綜合力學性能指標,規定了緊固件拉伸強度上下限,提升了新一代高強鋁合金緊固件的韌性。


          所謂技多不壓身,新一代高強鋁合金緊固件針對緊固件常有的脆斷、咬死、松動等痛點,也進行了逐一突破。

          它還有許多閃光點

          可實現緊固件重復安裝,提高緊固件抗咬死能力和安裝工藝性,也為后續火箭重復飛行提供了緊固可靠的保障。

          設計了高強鋁合金緊固件固體潤滑技術,減少裝配步驟,增強產品一致性。

          創新結構設計,減少對操作空間和操作工裝的需求,安裝操作性更好。

          研制這樣的緊固件需要幾步


          航天緊固件的重要用途是將箭體各部位緊緊連接在一起,同時也要跟火箭一起在高溫、高強度的環境下工作,因此,小小的它,可能不引人注目,但性能也要和火箭一樣可靠安全。

          2019年,總體設計部開展高強鋁合金研制工作。研制團隊經過4年多攻關,完成了百余項試驗研究,實現了多項創新和突破,才“誕生”了這樣的緊固件。

          01
          第一回合選材選優
          這是個既要又要還要的過程
          單純質量輕或者強度高的材料
          都會被pass
          無數輪配比論證
          才求解出這一款
          輕質+高強+高韌的優選材料配比

          02
          第二回合摸索工藝
          不同的生產工藝
          會讓材料呈現出來的性能完全不一
          篩選出的材料配比
          火里來水里去
          冷鐓、沖壓、熱處理……
          一道道工序重重嘗試之后
          才得出適合的成型工藝

          03
          第三回合試驗考核
          經歷異常嚴苛的試驗
          可靠性、疲勞性、環境適應性……
          一個螺栓至少經歷20余項試驗
          每一項試驗都超過數萬次考核
          每一回合都像是
          在選拔優等生里的“尖子生”
          層層通關后
          才能算成功誕生

          小小緊固件,緊固產品,連接未來。

          目前,新一代緊固件產品已在航天型號上應用,并形成產品標準和產品體系,為我國航天緊固件自主創新、技術領先積蓄力量。下一步,火箭院還將探索具備智能化、信息化的緊固件,進一步提升我國以緊固件為代表的基礎機電產品性能。


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