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超高强紧固件材料及专利技术应用

2024-06-01 13:57:44

来源:世界金属导报

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高端紧固件主要应用在航空、航天、航海、轨道交通装备、国防等高端领域,但我国紧固件行业总体处于中低端水平,目前我国研制的紧固件最高强度级别是16.9级,国际上紧固件最高强度级别是17.8级,紧固件产品的技术水平、竞争能力都与发达国家有较大差距,许多高端紧固件依赖进口,一方面会给企业造成非常高的成本压力,另一方面是容易成为大国重器关键部位的制约性产品。

为此,上海大学、上海大学高端装备基础件材料研究院(上善院)董瀚教授团队通过“材料生产-紧固件制造-服役评价”全产业链协作,基于钢铁材料高性能化理论,形成了16.8-20.8级紧固件制造技术,是国际上紧固件与材料攀登强度高峰的一个突破。

超高强紧固件材料技术是董瀚教授团队在多年工作基础上形成的相关知识产权。该技术获得三项专利:

1)一种超高强度合金钢和一种16.8级螺纹紧固件及其制备方法(ZL202210866288.5);

2)一种超高强度合金钢和一种17.8级螺纹紧固件及其制备方法(ZL202210870487.3);

3)一种超高强度合金钢和一种20.8级螺纹紧固件及其制备方法(ZL202210866374.6)。研发团队根据材料和零件的服役情况持续开展技术创新,保证了专利的稳定性和高价值性。

在“双碳”背景下,低碳化已经成为各行业发展的重要议题。在汽车制造业,可以通过轻量化来提高燃油效率和降低油耗,从而减少汽车尾气排放,达到低碳化目的。有数据表明,整车重量每减少100kg,百公里油耗可降低0.3-0.6L,二氧化碳排放量可减少5g/km。

超高强度紧固件可以在相同夹紧力下,通过减少自身尺寸来降低重量和增加安装空间,因此可以对被连接部件进行功能和体积优化,从而达到整体减重和性能优化的目的,可见超高强度紧固件具有很大的使用价值。

在超高强紧固件材料方面的工作成果可以推进国产紧固件产品高端化升级。该技术将有力推动我国重大装备的轻量化制造(如实现发动机小型化和提高功率密度),助力中国紧固件制造领先世界,推动行业高端化发展。