高端緊固件主要應(yīng)用在航空、航天、航海、軌道交通裝備、國防等高端領(lǐng)域,但我國緊固件行業(yè)總體處于中低端水平,目前我國研制的緊固件最高強度級別是16.9級,國際上緊固件最高強度級別是17.8級,緊固件產(chǎn)品的技術(shù)水平、競爭能力都與發(fā)達國家有較大差距,許多高端緊固件依賴進口,一方面會給企業(yè)造成非常高的成本壓力,另一方面是容易成為大國重器關(guān)鍵部位的制約性產(chǎn)品。
為此,上海大學(xué)、上海大學(xué)高端裝備基礎(chǔ)件材料研究院(上善院)董瀚教授團隊通過“材料生產(chǎn)-緊固件制造-服役評價”全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作,基于鋼鐵材料高性能化理論,形成了16.8-20.8級緊固件制造技術(shù),是國際上緊固件與材料攀登強度高峰的一個突破。
超高強緊固件材料技術(shù)是董瀚教授團隊在多年工作基礎(chǔ)上形成的相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)。該技術(shù)獲得三項專利:
1)一種超高強度合金鋼和一種16.8級螺紋緊固件及其制備方法(ZL202210866288.5);
2)一種超高強度合金鋼和一種17.8級螺紋緊固件及其制備方法(ZL202210870487.3);
3)一種超高強度合金鋼和一種20.8級螺紋緊固件及其制備方法(ZL202210866374.6)。研發(fā)團隊根據(jù)材料和零件的服役情況持續(xù)開展技術(shù)創(chuàng)新,保證了專利的穩(wěn)定性和高價值性。
在“雙碳”背景下,低碳化已經(jīng)成為各行業(yè)發(fā)展的重要議題。在汽車制造業(yè),可以通過輕量化來提高燃油效率和降低油耗,從而減少汽車尾氣排放,達到低碳化目的。有數(shù)據(jù)表明,整車重量每減少100kg,百公里油耗可降低0.3-0.6L,二氧化碳排放量可減少5g/km。
超高強度緊固件可以在相同夾緊力下,通過減少自身尺寸來降低重量和增加安裝空間,因此可以對被連接部件進行功能和體積優(yōu)化,從而達到整體減重和性能優(yōu)化的目的,可見超高強度緊固件具有很大的使用價值。
在超高強緊固件材料方面的工作成果可以推進國產(chǎn)緊固件產(chǎn)品高端化升級。該技術(shù)將有力推動我國重大裝備的輕量化制造(如實現(xiàn)發(fā)動機小型化和提高功率密度),助力中國緊固件制造領(lǐng)先世界,推動行業(yè)高端化發(fā)展。