中國航空報訊:2019年12月,在全球製造業深刻變革的背景下天工國際集團國內首條自主研製的5000噸M42粉末冶金生產線(一期)建成投產,打破了國際壟斷,填補了國內空白,轉型升級走上了綠色發展之路。
川西機器研製的重大技術裝備——RDJ1200/2000-200.1400型熱等靜壓設備,以其優美的外觀設計、強大的功能和優越的性能圓滿地完成了粉末鋼錠生產線的熱等靜壓處理工序,這是航空人牢記初心使命,在航空強國戰略的指引下集智攻關、創新升級的又一套重大技術裝備。目前鑄件緻密化處理、金屬粉末緻密固接、炭炭材料浸漬炭化、多金屬擴散連接和金屬純化等熱等靜壓工藝已廣泛用於國防和民用的冶金、通信、導航、核聚變、炭炭複合和金屬靶材等高新技術行業。
RDJ1200/2000-200.1400型熱等靜壓設備可分為主機系統、液壓系統、真空系統、加熱系統、氣體系統、冷卻系統和電氣控制系統,均溫熱區直徑1200毫米、均溫熱區高度2000毫米、額定工作壓力200兆帕、額定工作溫度1400攝氏度。在設備總體佈局上採用了流程優化、立體分佈、維修便捷的集成化設計原則,以主機系統為根本、操作平臺為框架、網格圍欄為襟翼,將液壓、真空、加熱和氣體四個系統攬入麾下。在系統設計上根據功能定義採用模塊化的緊湊、高效和協調原則,將各功能部件、管路連接件和電線電纜精準設計、優化佈置,以實現節緊湊高效、協調美觀和裝運便捷等要求的有機融合。
聚力創新大幅提升爐溫均勻性。首先在均溫熱區的分區設計上採用了等功率分區設計原則,與傳統的等高度分區設計原則相比,具有爐絲安裝工藝性好、電網品質影響小等優點;其次在進行熱量分析設計時首次在結構複雜的均勻快速冷卻工作臺上增加了300千瓦大功率底部熱區,有效解決了傳統的熱區高度補償法存在的底部溫度偏低的問題;再次將傳統的“W”型分層繞絲結構改為整體螺旋繞絲結構,克服了傳統的爐絲變形鬆散、瓷珠受力碎裂和引電區域溫度不均等問題。經過多次高溫高壓試驗驗證,以上技術創新既實現了目前國內粉末鋼錠性能在整個均溫熱區的一致性,也為國際合作打下了堅實基礎。
多場耦合的均勻快速冷卻工作臺凝聚了“聚力”科技的創新智慧。均勻快速冷卻工作臺集結構力學、流體力學和熱工學多學科高度融合為一體,是熱等靜壓設備的關鍵部件。科技人員在充分分析了承載、隔熱、氣體流通和電流傳輸所需的結構、材料、熱膨脹等多種因素後,確定了邊界條件,開展了多場耦合仿真分析多次迭代,完成了原理樣機試驗驗證,最後成功實現了設備的技術要求,為實現熱等靜壓產業的規模化生產注入了強勁動力。(吳小平 楊波 強克勇
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