传动齿轮系统、高强度连接螺栓是机械装备关键零部件,其性能对航天载人飞船、航空、舰船等装备的服役性能及其安全有重大意义针对航空航天用齿轮、螺栓等关键零部件“成形加工”过程中,存在的表面损伤及结构完整性破坏等问题,对航空航天关键零部件抗疲劳制造技术深入研究,主要贡献为:
1)高可靠、长寿命、精密传动齿轮系制造关键技术。
从关键零部件的服役失效模式、原材料的质量标准、还体成形、组织调控、变形控制、表面强化与改性、加工及生产线建设及其寿命评价等方面开展了系统研发工作。提出了板条马氏体齿轮钢强韧性的控制单元的新理论,由此指导齿轮产品热处理工艺,保证了齿轮的强韧性能。通过不同喷丸磨料配比以及预改性方法,解决了高能改性齿表面粗糙度过高难以应用,氮化层不均匀、不连续、渗层薄、氮化物粗大等重大关键问题。采用一系列创新的降噪精密加工技术,大幅提高了齿轮精度和润滑条件,有效降低了齿轮啮合过程中产生的噪音。将新的复合渗技术应用于特殊服役条件下的齿轮,并建立模拟预测与实验相结合的齿轮寿命预测方法,解决了齿轮寿命评估难题。通过持续研发和技术创新,建立了高端机械装备传动齿轮先进制造技术体系,实现了中小模数齿轮高可靠、长寿命、高精度目标。采用高可靠、长寿命、精密传动齿轮系制造的减速器成功应用于国家航天重大工程常娥系列登月车、天宫系列火星探测器以及对接机构、航空飞机操作杆传动系统。在重卡发动机领域,合作群建生产的传动齿轮系通过了日本五十铃、意大利菲亚特公司本部的台架试验,其结果与采用国际标准ISO 6336-1《博彩导航》、美国国家标准ANSI/AGMA 2004-B89《博彩导航》和德国DIN3998 Teil1《博彩导航官网》等国际先进标准换算的数据相比,齿轮寿命超过了标准要求,实现了江铃、东风等品牌重卡的大批量装车应用。
2)航空发动机用高强度连接螺栓关键制造技术。针对航空发动机用螺栓早期断裂和失效的主要原因和机理,提出了高温合金螺栓中的第二相调控技术、高温合金螺栓制造连接结构新技术与成型控制技术,设计了螺栓表面表面改性新技术,建立了高性能对接螺栓产品产业化及制造技术体系,解决了加工过程各类缺陷在线控制、抗高温氧化镀银层结合力不够导致的失效问题。研制的高性能对接螺栓产品,满足了新型号航空发动机及飞行器制造等领域的重大战略需求。
成果获贵州省科学技术进步奖一等奖1项、二等奖1项。