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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
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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
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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