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石墨烯润滑表面机械研磨预制表面纳米化铝合金梯度管胀形行为研究
发布时间: 2024-09-23
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
制造业,其他制造业
成果介绍
轻质合金异形结构管件是火箭和飞机等运载装备的关键构件，其结构形状和组织性能直接决定了装备的服役性能。然而，传统多段拼焊管件存在着力学性能较弱的焊缝区域，易出现形状畸变、开裂及寿命短等问题。为了解决铝合金管材强度低易开裂等的问题，该成果提出使用石墨烯润滑与表面机械研磨的方法对铝合金管材进行表面纳米化，利用纳米梯度结构的铝合金管材进行复杂形状管件的液压成形，实现整体构件的强化效果。该技术的创造性在于利用了管材液压成形的力学特点，合理设计了径向纳米梯度结构，既发挥了纳米晶的高强度，保持了粗晶优异的延展性，又利用了纳米梯度结构的连续性，使成形管件获得“又强又韧”的力学性能。该技术的先进性在于突破了传统铝合金纳米化的难题，成功实现了表面纳米晶的可控制备，在铝合金管材表面获得了平均表面晶粒尺寸为110 nm的层状纳米晶。该技术目前已经成熟应用在外径为78mm，壁厚为4mm的6063-T4铝合金管材，使其在双向应力状态下的屈服强度提高一半，延展性保持不变。因管材初始尺寸不同，表现的力学性能有所不同，目前能够适用于直径在30到80mm，壁厚在1到5mm范围的铝合金管材，径厚比越大，强化效果越显著。该成
成果亮点
由于2020年以来经济市场受到新冠疫情的冲击，严重影响了制造业市场和消费群体，导致汽车和房产等价格显着下降。各行业急需技术革新推动生产力。通过技术改进产品性能，满足消费者需求，经济市场才能复苏。该研究以技术革新为引导，注重提升设备轻量化和可靠性，抓住消费者核心需求。纳米化处理可增强铝合金管件韧性和可靠性，满足新能源汽车低排放要求，使汽车更轻、更坚固、更节能。提高可靠性同时提升汽车安全性，符合消费者需求。当前世界政治形势紧张，各国亟需提升航空航天和军事实力，凸显国家实力。铝合金管件的整体强韧化，适用于航空航天领域关键构件，例如液氧贮箱，有望提高火箭运载效率。因此，该研究在航空航天、军事和汽车领域具有广阔市场前景。
团队介绍
黑龙江科技大学
成果资料
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