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航天装备关键部件激光成形用钛合金球形粉末技术

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-11-10 00:07:02

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 邹博尧 | 2022-11-10 00:07:02

该技术项目将大功率等离子枪与设备适配,开发出了理想的等离子体熔炼装置,并且采用ANSYS有限元模拟软件模拟了离心雾化制粉过程,满足了合金棒料熔化所需温度场、流体场,使得粉末处于理想的雾化机制,实现了超细粒径粉末的批量化制备,大幅度提高了细粒径粉末的产出率,降低了激光增材制造的成本。

在新型航天装备用关键钛合金部件迫切需求牵引下,本项目在国内外率先开展了超高转速等离子旋转电极制备钛合金球形粉末技术研究和应用,解决了钛合金粉末球形度、空心粉率、纯净度较低以及钛合金构件激光选区熔化冶金缺陷控制、钛合金构件激光熔化沉积变形开裂控制等难题,促进了航天装备关键部件激光成形用高品质钛合金球形粉末的量产及批量应用,授权15项发明专利,发表论文14篇,制定国家及行业标准7项。项目技术实现了新型航天装备关键部件用钛合金领域的推广应用,解决了激光成形用高品质钛合金球形粉末“卡脖子” 问题。

高品质金属球形粉末具有良好的流动性,同时具有纯净度高、空心粉率低、松装密度和振实密度高的特点,因此是目前金属增材制造领域使用最广泛的材料,特别是在金属构件激光成形领域。可用于航天装备的关键钛合金材料,具有显著的军事、社会和经济效益。

该技术项目由西安欧中材料科技有限公司、首都航天机械有限公司等单位共同开发完成,梁书锦教授为本项目的学术技术带头人,负责总体技术方案的制定的实施,王晨工程师为粉末制备技术负责人,主持高品质钛合金制备技术开发,团队共计20人,经验丰富,分工明确。

该技术项目转化应用以来,累计交付600余吨,销售收入上亿元。为航空发动机、临近空间飞行器等型号交付产品3000余件,保障了空间站建设、火星探测、月球探测等多个航天重大工程的成功实施,保障了我国新型航天装备关键部件用关键材料的自主可控,具有显著的军事、经济和社会效益。

该项技术已经在企业建成了一条年产200吨以上的钛合金球形粉末生产线,已经为国内外增材制造、先进粉末成形厂家提供合格的产品,填补了国内空白,实现高品质金属球形粉末材料的国产化,打破了发达国家的垄断,为我国相关技术进步和应用推广奠定坚实的基础。