
华林教授团队研制的铝合金壁板、加强框等核心构件。
记者汪洋 摄
武汉晚报讯(记者汪洋 通讯员关帅锋 谢小琴)火箭研制过程中,铝合金壁板、加强框等是其核心构件,铝合金加强框如同火箭的肋骨,铝合金壁板如同铠甲。近日,记者从武汉理工大学了解到,我国长征十二号运载火箭于去年底成功发射,其铝合金壁板、加强框等核心构件由该校华林教授团队研发。
走进武汉理工大学高温轻合金及应用技术全国重点实验室,映入眼帘的是数台如巨人般挺立的大型机床,以及使用这些机床制造出的高性能齿轮、环件和钣金件等产品,这些产品广泛应用于运载火箭、航空发动机、核电、高铁、汽车、装甲车等运载装备,不仅能显著提升装备的承载能力,也使得设备更加轻量化。
数十年如一日,华林教授团队一直从事金属塑性成形研发工作。“塑性成形,我们俗称打铁。”华林教授介绍,传统的塑性成形先成形几何形状,然后热处理获得组织性能,类似于打铁过程中的淬火,虽然可以强化性能,但淬火热处理会导致构件变形,破坏成形构件几何精度,必须通过大量的人工校形恢复构件精度,生产效率低,不适应高端装备制造的需求。
如何生产出精度更高、强度更高的产品,同时提高产品的制造效率呢?数十年来,华林教授一直苦苦思索着。团队在一次次尝试中研究发现了高强铝合金预硬化相变增塑和形变诱导增强效应,发明了铝合金预硬化成形制造变革性技术(Pre-hardened forming,PHF),这项技术颠覆性地去掉了高强铝合金传统成形后的“淬火”热处理环节,由此也避免了淬火导致的精度受损、产品变形以及生产效率低的问题。
谈及新发明的由来,华林教授说:“这就好比厨师做菜一样,普通的食材通过高超的厨艺也能做出好的菜肴。十多年来,我们就是围绕材料、工艺和装备不断钻研,采用国产铝合金材料和装备,开发高性能高效率制造技术,制造出优于国际先进水平的构件。”
记者了解到,高端装备关键构件往往在高温、高压、高速等极端工况下服役,性能要求极高,华林教授团队聚焦这些领域内的难题,数十年如一日,不断挑战极限,多项成果获国家科技进步奖、国家技术发明奖等。
华林教授团队与上海航天设备制造总厂紧密合作,研制出高强韧性和高精度火箭壁板、加强框等大型复杂铝合金薄壁构件,且各项性能指标均优于设计要求,实现火箭铝合金主承载构件高质高效成形制造,保障了长征十二号火箭项目的顺利推进和成功首飞。
“研发的先进工艺不仅提高了火箭关键构件的性能,同时制造效率还提升了10倍以上,解决了型号研制的瓶颈难题。”华林教授助手胡志力介绍,发明的铝合金预硬化成形制造变革性技术还推广应用于东风、奥迪等汽车企业,为车身做结构件,提高防撞能力,代表了目前全球汽车领域最高的技术水平。