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看那些中国拥有的超级机器!

2015-02-06 11:22
九一隐士
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  二十三、世界第二条激光冲击强化生产线

  工程总投资:—

  工程期限:2000年——2008年

  2008年11月30日,由西安天瑞达光电技术发展有限公司和陕西蓝鹰航空电器有限公司共同承建的中国第一条激光冲击强化生产线,在西安阎良国家航空高技术产业基地建成。这标志着中国激光冲击强化技术向工程化应用迈出了重要一步,使中国成为继美国之后世界上第二个可实现该项技术工业化应用的国家。

  同时,由空军工程大学、西安天瑞达光电技术发展有限公司和北京镭宝激光技术有限公司共同研制的“激光冲击强化成套设备及关键技术”,也于日前通过了国家权威鉴定委员会的技术成果鉴定,这些都标志着中国激光冲击强化应用技术取得了重大突破。

  激光冲击强化技术是利用强激光束产生的等离子冲击波,提高金属材料的抗疲劳、耐磨损和抗腐蚀能力的一种高新技术。它与现有的冷挤压、喷丸等金融材料表面强化手段相比,具有非接触、无热影响区、可控性强以及强化效果显著等突出优点。

  激光冲击强化技术在美国航空装备制造与维修以及其他装备制造业正得到广泛的应用。美国GE公司已经用此项技术为美国空军强化了数万件航空部件,据美国国防部估计,在美国空军现有飞机寿命期内,用激光冲击强化可节约60亿美元的维修成本。2004年,美国还为F22战斗机建设了价值2亿美元的激光冲击强化生产线。

  此次中国激光冲击强化应用技术取得重大突破,对解决中国飞机发动机疲劳断裂问题、提高其可靠性将具有重大的意义。

  激光冲击强化技术简介

  飞机和航空发动机结构大量采用金属材料,金属材料的主要失效形式疲劳和腐蚀均始于材料表面,所以金属材料表面的结构和性能直接影响着材料的综合性能。为此,人们采用喷丸、滚压、内挤压等多种表面强化工艺来改善金属表面性能。利用强激光诱导冲击波来强化金属表面的新技术称为激光冲击强化技术(简称LSP),由于其表面强化效果好,自产生之日起就得到了广泛的关注和研究。1998年该技术被美国研发杂志评为全美100项最重要的先进技术之一。美国上世纪90年代后期开始的航空发动机高频疲劳研究计划中,将激光冲击强化技术列为工艺技术措施首位。2005年,研制激光冲击强化系统的MIC公司获美国国防制造最高成就奖。美国将该技术列为第四代战斗机发动机关键技术之一,足见该项技术的重大价值。

  当短脉冲(几十纳秒内)的高峰值功率密度()的激光辐射金属表面时,金属表面吸收层(涂覆层)吸收激光能量发生爆炸性汽化蒸发,产生高压(GPa)等离子体,该等离子体受到约束层的约束爆炸时产生高压冲击波,作用于金属表面并向内部传播。在材料表层形成密集、稳定的位错结构的同时,使材料表层产生应变硬化,残留很大的压应力,显著的提高材料的抗疲劳和抗应力腐蚀等性能,这就是激光冲击强化。

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