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轻金属及其复合材料

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项目概述

项目名称

轻金属及其复合材料

项目介绍

主要研究方向为:复合陶瓷化、超轻金属材料(AZ33M 镁合金、超轻Mg-Li 合金、超轻 Mg-Li-Ca 合金、高温耐蚀镁合金、铝锂合金、铝基复摩擦材料)、钛合金的渗氧技术等。

项目详情

(1) 复合陶瓷化

性能:循环盐雾实验 96h,破损面积小于 5%(已经过 SGS 验证,如图 1); 处理后表面不导电;

优势:与微弧氧化相比,复合陶瓷化能够处理到零件的螺纹孔以及棱边棱角, 且陶瓷层致密、无空隙、无增厚现象、表面均匀光滑。处理范围不受零件的尺寸以及复杂程度的影响,而微弧氧化技术受限于零件的形状,并且循环盐雾实验48h,满足不了国军标的要求。

应用:2016 年 7、8 月与 705 所、中船重工西安东仪集团合作应用于某水雷项目,并且后续项目已于今年(2018 年 2 月)开始。主要应用零件见图 2。

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图 1 SGS 盐雾实验报告

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(2) AZ33M 镁合金

性能:如下表(已经过 SGS 的验证,如图 3)

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优势:国内镁合金的抗拉强度一般在 250MPa 左右,断后伸长率一般不高于10%,不耐腐蚀,机加工困难;而 AZ33M 镁合金抗拉强度、断后伸长率以及耐蚀性能均高于国内镁合金,且易于机加工。

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图 3 AZ33M 镁合金力学性能 SGS 测试报告

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图 4 AZ33M 获得世标认证

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图 5 AZ33M 获得国标认证

 应用:在水雷、导弹、卫星、无人机机翼等国防领域均有应用记录。其部分零部件如图 6 所示。

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图 6 AZ33M 在国防领域的部分应用

(3) 快离子导电膜

性能:电阻率为 0.0078mΩ ·mm(相同条件下银的电阻率为 0.017mΩ ·mm)。膜层致密、导电、有金属光泽(可以当镜子照)。具有金属键和离子键导电机制, 结合力强,230℃热震(10 次)转化膜无脱落。

应用:已经应用于雷达、通信(上海铭源科技有限公司)等领域如图 7。

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图 7 快离子导电膜处理零部件

(4) 钛合金的渗氧技术性能指标:

(1)表面层为金红石结构的 TiO2;

(2)渗氧深度 0.001-0.30mm;表面硬度 Hv650-1000;

(3) 耐烧蚀(≥900℃)、耐腐蚀、耐磨

(4) 可用于精密、复杂形状的钛合金;零件硬化处理,也可用于大型零件。

 应用:已应用于某狙击枪的表面处理,处理后连发 1000 发,表面温度升高不大(如图 8)。

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图 8 钛合金的表面渗氧技术

(5) 超轻 Mg-Li 合金

性能:密度 1.4~1.6g/cm3,抗拉强度 200~250MPa,延伸率 20 左右。

优势:普通镁合金的密度为 1.8g/cm3,它与国内外 Mg-Li 合金相比具有优良的力学性能、较高的抗腐蚀性能、较低的密度等优点。被多方专家组评定为“国内领先,国际先进”。为目前应用的最轻的结构材料。

应用:已经通过国军标的认证,已成功应用于 LD-4、CX-6、MC-A/B、浦江一号等型号卫星。并对结构材料的取代率接近 100%,基本上取代了铝合金。并为 MC-A\B 卫星的结构件减重达到 50%左右。其应用的部分零部件如图 9。

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图 9 超轻 Mg-Li 合金应用的部分零部件

(6) 超轻 Mg-Li-Ca 合金

特点:密度 1.25g/cm3,与其他镁锂合金相比,在强度水平相当的情况下具有更低密度(第二代超轻 Mg-Li 合金)。

应用:基于超轻 Mg-Li 合金的情况,可以达到中试水平,目前还未产业化。

(7) 高温耐蚀镁合金

性能指标:

(1)600℃长时加热情况下,材料完好未发生表面烧损现象(材料表面光亮) 和材料内部局部熔融情况;

(2) 经过差热分析表明挥发温度为 730℃,起始熔点为 760℃,完全熔化温度为 800℃左右。

(3) 在 PH 为 6 的溶液中浸泡 60 天后,晶界处仅有轻微腐蚀;在 PH 为 10 的溶液中浸泡 60 天后,未见明显腐蚀,仅有微量沉积物。

(4) 在 400℃时压缩强度接近 240MPa。

应用:实验室研究阶段已结束,可以达到中试水平,目前还未产业化。

(8) 铝锂合金

性能:抗拉强度 595MPa、屈服强度 455MPa、延伸率 10.8%、密度 2.35g/cm3。优势:第三代铝锂合金 1460 性能为抗拉强度 538MPa、屈服强度 492MPa、延

伸率 10.5%、密度 2.57g/cm3。

应用:处于中试阶段,目前还未产业化。

(9) 铝基复合摩擦材料

性能:1、使用温度范围宽(-50—350℃),散热好;2、无“热衰退”现象; 3、磨损率低,优于国标 5-10 倍;4、无低温脆性;5、良好的抗腐蚀性能;6、制备工艺简单,价格便宜;7、对于磨副有良好的保护作用。

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图 10 摩擦系数和磨损率的检测报告


应用领域

在水雷、导弹、卫星、无人机机翼等国防领域均有应用记录;
已经应用于雷达、通信(上海铭源科技有限公司)等领域;
可广泛用于各种交通运输工具和机器设备的制动器、离合器及摩擦传动装置。

合作方式

许可使用

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