火箭院研制出高強(qiáng)鋁合金緊固件，強(qiáng)！韌！輕！

來源：中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院 2023-11-16 瀏覽：1365

它是火箭中
應(yīng)用最廣泛使用量最大的基礎(chǔ)產(chǎn)品
它叫——緊固件

近期，火箭院總體設(shè)計(jì)部研制出航天新一代高強(qiáng)鋁合金緊固件，輕質(zhì)、高強(qiáng)、可靠性能高，可推動航天緊固件產(chǎn)品迎來全面升級換代。

火箭院總體設(shè)計(jì)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(qiáng)度量級達(dá)600MPa級的高強(qiáng)鋁合金緊固件產(chǎn)品，技術(shù)水平國際領(lǐng)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(zhì)化水平，做到了航天緊固件產(chǎn)品的“單項(xiàng)冠軍”。

一枚火箭上有幾十萬個(gè)緊固件，雖然單個(gè)緊固件的自重可能看起來影響并不是很大，但幾十萬個(gè)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(qiáng)鋁合金緊固件的研發(fā)應(yīng)用，對支撐航天型號輕質(zhì)化發(fā)展有著重要意義。

總體設(shè)計(jì)部副總師石玉紅介紹，高強(qiáng)度并不是緊固件研制的終點(diǎn)，我們想讓它既強(qiáng)且韌，除了在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上進(jìn)行優(yōu)化，團(tuán)隊(duì)還建立了拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷面收縮率、延伸率和沖擊韌性的緊固件綜合力學(xué)性能指標(biāo)，規(guī)定了緊固件拉伸強(qiáng)度上下限，提升了新一代高強(qiáng)鋁合金緊固件的韌性。

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

它還有許多閃光點(diǎn)

可實(shí)現(xiàn)緊固件重復(fù)安裝，提高緊固件抗咬死能力和安裝工藝性，也為后續(xù)火箭重復(fù)飛行提供了緊固可靠的保障。

設(shè)計(jì)了高強(qiáng)鋁合金緊固件固體潤滑技術(shù)，減少裝配步驟，增強(qiáng)產(chǎn)品一致性。

創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(shí)也要跟火箭一起在高溫、高強(qiáng)度的環(huán)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(shè)計(jì)部開展高強(qiáng)鋁合金研制工作。研制團(tuán)隊(duì)經(jīng)過4年多攻關(guān)，完成了百余項(xiàng)試驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)創(chuàng)新和突破，才“誕生”了這樣的緊固件。

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

02
第二回合摸索工藝
不同的生產(chǎn)工藝
會讓材料呈現(xiàn)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(yàn)考核
經(jīng)歷異常嚴(yán)苛的試驗(yàn)
可靠性、疲勞性、環(huán)境適應(yīng)性……
一個(gè)螺栓至少經(jīng)歷20余項(xiàng)試驗(yàn)
每一項(xiàng)試驗(yàn)都超過數(shù)萬次考核
每一回合都像是
在選拔優(yōu)等生里的“尖子生”
層層通關(guān)后
才能算成功誕生

小小緊固件，緊固產(chǎn)品，連接未來。

目前，新一代緊固件產(chǎn)品已在航天型號上應(yīng)用，并形成產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品體系，為我國航天緊固件自主創(chuàng)新、技術(shù)領(lǐng)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(jìn)一步提升我國以緊固件為代表的基礎(chǔ)機(jī)電產(chǎn)品性能。

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