今年年底,“蛟龍”600即將完成總裝,其良好的腐蝕防護技術滿足了水陸兩棲的特性,實現了應急救援、森林滅火、海洋巡察等多項任務功能,成為我國新一代特種航空產品代表作。談起航空產品,我們必須說起“緊固件”,“緊固件”您未必了解但說,螺釘、螺母,在生活中則在常見不過了,小小的螺絲釘有可能不起眼,但它用在航天航空領域就變得技術性極強的高端產品。它見證了火箭飛機及蛟龍的“上天潛水”,面對環境的復雜,對緊固件防腐的要求越來越嚴苛。那么緊固件防腐對航空領域的意義及發展走向將如何?為此,中國腐蝕與防護網電話采訪了航天精工股份有限公司研究院胡登科研究員。
耐蝕小緊固件撬動大領域
小小的緊固件雖然很小但它對航天航空設備的正常運作起到關鍵性作用。對于一個飛機來講,連接它的緊固件就有幾十萬種,一旦有一個緊固件出現問題,就會影響飛機的正常運行。 隨著科技的不斷進步,對設備的要求越來越高,同時對緊固件要求也越來越嚴苛,就今年國家確定的三項重點“大飛機”工程項目之一的蛟龍-600型號飛機系軍民兩用的大型滅火、水上救援水陸兩棲飛機來說,緊固件不僅要滿足空中耐蝕的條件,同時還要滿足海洋環境下的耐蝕。有的還要滿足潤滑,針對不同需求采用不同的材料。如航天精工研制的鈦及鈦合金材料制造的緊固件,由于具有重量輕、強度高、耐腐蝕等優良特性,因此,廣泛應用于航空、航天、醫療、電子等行業產品的重要關鍵部位。高溫合金在425℃~1200℃溫度并在一定應力作用下,具有良好的抗氧化、抗腐蝕及較高的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能,此類緊固件主要應用于航空、航天等發動機高溫部位,在高溫及應力作用下起到可靠連接、緊固的作用。胡研究員說:“我們研制的緊固件產品廣泛應用在航天、航空、船舶,核電等領域并向高鐵方向拓展。緊固件未來的發展將拓展到更多的領域”。
鈦合金緊固件
高溫合金緊固件
防腐為航天、航空保駕護航
航空材料的耐蝕性為航天、航空任務的順利完成做了最有力的支持。胡研究員介紹,常用耐蝕材料主要包括鈦合金、不銹鋼、高溫合金、鋁合金這等,合金鋼、結構鋼也在用但今后的用量會逐漸減少,因為我們給客戶提供的必須是好的材料和最好的表面防護措施。針對不同的材料選擇不同的表面防護措施如鈦合金我們選用陽極化來提高耐蝕性,如果有潤滑的需要,我們在這基礎上再涂上潤滑涂層如二硫化鉬涂層。不銹鋼材料通常用的是鈍化(化學鈍化和電解鈍化),我們于2015年開發出了離子鍍氮化鉻技術,可在不銹鋼材料的緊固件上,其防腐性能好、耐磨性好。不銹鋼緊固件有些情況也會有潤滑要求,我們會采用涂鍍潤滑層技術來解決。離子鍍膜技術無污染,是一種綠色制造技術。
未來航空防腐開啟綠色、科技防腐之路
前些年我們國家在航空領域腐蝕與防護主要是針對陸基防腐這板塊,防腐技術也已日趨完善。近兩年,隨著航洋強國夢戰略的確立,海洋防腐成為當前必然的發展趨勢,今年年底,“蛟龍”600即將完成總裝,“蛟龍”號屬于水陸兩棲的特性,航空腐蝕防護未來在滿足陸基的同時還要滿足海洋環境,相對陸地而言,海洋防護面臨的挑戰也很嚴峻,主要體現在環境的復雜化,如高溫、高濕、高鹽霧、強風、暴雨等這些比陸地上的環境更惡劣,有些時候,還要考慮極端環境的情況如強輻射、紫外線、高真空、極高極低溫度等因素,這對于耐蝕性提出了更嚴苛的要求。針對這些問題,要同時滿足2優1強:即材料耐蝕性要優,涂層防腐蝕要優,綜合性能要強。今后我們要開發出先進的材料和探索新的防腐技術。從技術方面來講,由傳統的表面技術轉向復合表面工程、納米表面工程和表面工程自動化。傳統表面技術好理解,就是大家常見的、已廣泛應用的技術,復合表面工程就是各種技術的復合運用及技術的聯合應用,納米表面工程就是在納米量級上開展的表面工程技術。不久前,習近平總書記訪英開啟石墨烯技術,石墨烯防腐技術也將成為未來發展趨勢。隨著自動化設備的普及,表面工程自動化防腐技術也將成為未來趨勢,自動化主要特點是效率高,人工強度大幅度降低等。近些年霧霾的日益嚴重,今年的《2025中國制造》的出臺,表面處理防腐技術轉向綠色制造也將成為未來發展趨勢。綠色制造要環保要低能耗,這與技術發展是密切相關的,用先進的方法應對環境污染。先進防腐技術方向包含清潔涂鍍膜技術、離子鍍膜技術、離子鍍入技術等。
人物簡介
胡登科,男,祖籍陜西,研究員,現任職于中國航天科工集團航天精工股份有限公司研究院。1988年畢業于南昌航空工業學院(現改名為南昌航空大學)化學工程系材料腐蝕與防護專業,畢業后在中航工業下屬公司一直從事表面工程專業。1991年1月至1992年10月,公派去日本進修學習表面處理技術與企業管理;2006年10月,公派去法國航空制造公司參加引進項目的學習。多年來,參加過多個國家航空重點型號的國產化研制項目工程,解決了表面工程等領域的許多關鍵難題,先后獲得過多項省部級二等功和北京市國防科技工業先進個人等獎勵,2014年入選天津市“131”創新型人才培養工程計劃。
胡登科研究員
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