机械零部件微纳织构梯度超细晶减摩及抗疲劳制造
成果类型:: 新技术
发布时间: 2023-11-20 09:50:40
超声冲击表面纳米强化技术能够在材料及其构件表面产生梯度纳米晶/超细晶结构并引入残余压应力,同时其在材料/构件表面所产生的微米尺度小的峰谷表面形貌能够起到储存磨屑及润滑油脂的作用,可大幅度提高关键机械构件表面耐磨性及疲劳性能和使用寿命;作为一种材料表面处理前沿技术,该技术具备效率高、适用性广的特点。可广泛应用于新能源汽车、航空航天、海洋船舶等领域的关键基础构件(叶片、齿轮、曲轴等)表面强化制造当中。
制备梯度纳米晶/超细晶结构:该技术通过超声冲击处理,在材料及其构件表面产生梯度纳米晶/超细晶结构,从而显著提高材料的强度、硬度和耐磨性能。这种结构可以提供更强的机械性能,使关键构件具备更高的抗疲劳性和使用寿命。引入残余压应力:超声冲击处理还能够引入残余压应力,使材料表面形成压缩应力层,从而提高材料的抗拉应力和抗撞击性能。这种压缩应力层可以阻止裂纹扩展,提高构件的耐疲劳性能和破坏韧性。优化的表面形貌:该技术还可以在材料/构件表面形成微米尺度小的峰谷表面形貌,这种形貌可以有效储存磨屑,防止磨粒进入接触区域,减少摩擦和磨损。同时,峰谷表面还能够提供储存润滑油脂的空间,改善构件的润滑条件,减少摩擦副的摩擦、磨损和能耗。高效适用性:该技术具备高效的特点,可以快速、有效地进行表面处理,适用于各种材料和产品尺寸。它可以应用于广泛的领域,如新能源汽车、航空航天、海洋船舶等关键基础构件的表面强化制造。
新能源汽车:新能源汽车在电池、电机、传动系统等关键部件中使用新材料,而超声冲击表面纳米强化技术可以提高这些组件的表面耐磨性和疲劳性能,延长使用寿命,同时也有助于提高整车的能源利用效率和行驶里程。
航空航天领域:航空航天行业对材料的要求非常严苛,超声冲击表面纳米强化技术可以提高航空发动机、涡轮叶片、航空零部件等关键构件的表面耐磨性、耐腐蚀性和疲劳性能,提高航空器的安全性和可靠性。
海洋船舶领域:海洋环境对船舶构件的耐蚀性和耐磨性要求极高,超声冲击表面纳米强化技术可以提高海洋船舶的关键构件表面的抗腐蚀性和抗磨损性能,增加使用寿命,并降低维护成本。
能源领域:在能源开采和转换过程中,关键设备和构件需要具备良好的耐磨性和耐腐蚀性能。超声冲击表面纳米强化技术可应用于油气管道、风力发电装备、水力发电涡轮等关键构件的制造,提高其表面的耐磨性和抗腐蚀性能,提高能源开发和利用的效率。
尹飞,博士,武汉理工大学汽车工程学院教授、博士生导师。先进智能制造;汽车轻量化;高性能金属纳米材料;超声波辅助成形;纳米压痕。在机械制造及材料加工领域共发表SCI检索学术论文20余篇,被引700余次,H-index 13 (Google Scholar)。
作为一种金属材料表面处理前沿技术,超声冲击表面纳米强化技术可广泛应用于新能源汽车、航空航天、海洋船舶等领域的关键基础构件(叶片、齿轮、曲轴等)表面强化制造当中,对于提高制造领域相关基础零部件表面耐磨性、抗疲劳性能以及强塑具有重要意义。团队在轴承钢、齿轮钢、钛合金、铝合金、铜合金等金属材料中的实验研究表明,经该技术表面强化处理后的材料,其磨损量最高可降低90%,大幅提高了机械构件以及关键装备的使用寿命,具有重要的社会效益和经济价值。
成果的转化目标是通过技术咨询的方式进行成果转化:
寻找合适的合作伙伴:成果的转化需要寻找具备技术实力和相关经验的合作伙伴,能够在技术咨询方面提供有效的支持,帮助实现成果的转化。
确定技术咨询服务的内容:成果转化的技术咨询服务需要有明确的服务内容和提供的技术方案,以满足客户的需求和要求,在技术咨询领域具备显著的竞争力。
建立有效的合作机制:应建立合作机制,包括成果使用的授权和相关技术知识产权的处理、技术咨询的培训和服务保障、技术咨询服务的收费等,以确保合作顺利推进和效果显著。
提高技术咨询服务的质量:技术咨询服务的质量关系到合作伙伴的信任和满意度,应注重服务质量的提高,包括专业性、及时性、精准性等方面。
搭建技术咨询服务平台:应建立技术咨询服务平台,提供技术问答、在线沟通和交流等服务,方便客户获取技术支持和进行技术交流与合作。