今年年底,“蛟龙”600即将完成总装,其良好的腐蚀防护技术满足了水陆两栖的特性,实现了应急救援、森林灭火、海洋巡察等多项任务功能,成为我国新一代特种航空产品代表作。谈起航空产品,我们必须说起“紧固件”,“紧固件”您未必了解但说,螺钉、螺母,在生活中则在常见不过了,小小的螺丝钉有可能不起眼,但它用在航天航空领域就变得技术性极强的高端产品。它见证了火箭飞机及蛟龙的“上天潜水”,面对环境的复杂,对紧固件防腐的要求越来越严苛。那么紧固件防腐对航空领域的意义及发展走向将如何?为此,中国腐蚀与防护网电话采访了航天精工股份有限公司研究院胡登科研究员。
耐蚀小紧固件撬动大领域
小小的紧固件虽然很小但它对航天航空设备的正常运作起到关键性作用。对于一个飞机来讲,连接它的紧固件就有几十万种,一旦有一个紧固件出现问题,就会影响飞机的正常运行。 随着科技的不断进步,对设备的要求越来越高,同时对紧固件要求也越来越严苛,就今年国家确定的三项重点“大飞机”工程项目之一的蛟龙-600型号飞机系军民两用的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机来说,紧固件不仅要满足空中耐蚀的条件,同时还要满足海洋环境下的耐蚀。有的还要满足润滑,针对不同需求采用不同的材料。如航天精工研制的钛及钛合金材料制造的紧固件,由于具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优良特性,因此,广泛应用于航空、航天、医疗、电子等行业产品的重要关键部位。高温合金在425℃~1200℃温度并在一定应力作用下,具有良好的抗氧化、抗腐蚀及较高的疲劳性能、断裂韧性等综合性能,此类紧固件主要应用于航空、航天等发动机高温部位,在高温及应力作用下起到可靠连接、紧固的作用。胡研究员说:“我们研制的紧固件产品广泛应用在航天、航空、船舶,核电等领域并向高铁方向拓展。紧固件未来的发展将拓展到更多的领域”。
钛合金紧固件
高温合金紧固件
防腐为航天、航空保驾护航
航空材料的耐蚀性为航天、航空任务的顺利完成做了最有力的支持。胡研究员介绍,常用耐蚀材料主要包括钛合金、不锈钢、高温合金、铝合金这等,合金钢、结构钢也在用但今后的用量会逐渐减少,因为我们给客户提供的必须是好的材料和最好的表面防护措施。针对不同的材料选择不同的表面防护措施如钛合金我们选用阳极化来提高耐蚀性,如果有润滑的需要,我们在这基础上再涂上润滑涂层如二硫化钼涂层。不锈钢材料通常用的是钝化(化学钝化和电解钝化),我们于2015年开发出了离子镀氮化铬技术,可在不锈钢材料的紧固件上,其防腐性能好、耐磨性好。不锈钢紧固件有些情况也会有润滑要求,我们会采用涂镀润滑层技术来解决。离子镀膜技术无污染,是一种绿色制造技术。
未来航空防腐开启绿色、科技防腐之路
前些年我们国家在航空领域腐蚀与防护主要是针对陆基防腐这板块,防腐技术也已日趋完善。近两年,随着航洋强国梦战略的确立,海洋防腐成为当前必然的发展趋势,今年年底,“蛟龙”600即将完成总装,“蛟龙”号属于水陆两栖的特性,航空腐蚀防护未来在满足陆基的同时还要满足海洋环境,相对陆地而言,海洋防护面临的挑战也很严峻,主要体现在环境的复杂化,如高温、高湿、高盐雾、强风、暴雨等这些比陆地上的环境更恶劣,有些时候,还要考虑极端环境的情况如强辐射、紫外线、高真空、极高极低温度等因素,这对于耐蚀性提出了更严苛的要求。针对这些问题,要同时满足2优1强:即材料耐蚀性要优,涂层防腐蚀要优,综合性能要强。今后我们要开发出先进的材料和探索新的防腐技术。从技术方面来讲,由传统的表面技术转向复合表面工程、纳米表面工程和表面工程自动化。传统表面技术好理解,就是大家常见的、已广泛应用的技术,复合表面工程就是各种技术的复合运用及技术的联合应用,纳米表面工程就是在纳米量级上开展的表面工程技术。不久前,习近平总书记访英开启石墨烯技术,石墨烯防腐技术也将成为未来发展趋势。随着自动化设备的普及,表面工程自动化防腐技术也将成为未来趋势,自动化主要特点是效率高,人工强度大幅度降低等。近些年雾霾的日益严重,今年的《2025中国制造》的出台,表面处理防腐技术转向绿色制造也将成为未来发展趋势。绿色制造要环保要低能耗,这与技术发展是密切相关的,用先进的方法应对环境污染。先进防腐技术方向包含清洁涂镀膜技术、离子镀膜技术、离子镀入技术等。
人物简介
胡登科,男,祖籍陕西,研究员,现任职于中国航天科工集团航天精工股份有限公司研究院。1988年毕业于南昌航空工业学院(现改名为南昌航空大学)化学工程系材料腐蚀与防护专业,毕业后在中航工业下属公司一直从事表面工程专业。1991年1月至1992年10月,公派去日本进修学习表面处理技术与企业管理;2006年10月,公派去法国航空制造公司参加引进项目的学习。多年来,参加过多个国家航空重点型号的国产化研制项目工程,解决了表面工程等领域的许多关键难题,先后获得过多项省部级二等功和北京市国防科技工业先进个人等奖励,2014年入选天津市“131”创新型人才培养工程计划。
胡登科研究员
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