要研究内容:
(1)航空大型锻压模具结构设计和热平衡管理。
通过结构设计实现构件应变场和温度场精确调控,分析锻件形状、成形工艺、型面设计条件下锻件成形质量和模具应力应变场之间的耦合关系,
建立基于热力多场耦合模拟的结构优化设计方法,研究大型锻压模具结构和热平衡态的设计最优解,实现大型航空锻件一体化、高质量和 低成本制造。
(2)航空大型锻压模具的多材料复合成形制造。
通过合金成分设计、组织性能和冶金质量工艺控制,在局部区域增材制造高温难变形异质合金,提高模具局部高应力区高温变形抗力。
(3)航空大型锻压模具表面改性。
采用表面改性技术在模面制备耐磨损、耐高温、抗变形的涂层,分析材料特征参量和制备工艺参数对涂层组织结构、力学性能、摩擦性能等的影响,探索涂层的强化机理和损伤
形式,延长模具使役寿命。
(4)高性能、长寿命航空大型锻压模具应用验证。
探索制造工艺与失效形式、使用寿命之间本征关系,开展等尺寸比例缩比样件、全尺寸模具试制、生产,评价模具结构完整性和质量,考核工况环境下服役寿命。
无
攻关目标:针对航空大型锻压模具在高温高应力使役环境下寿命极低, 开展航空大型锻压模具应力场与温度场分布规律、模具与锻件的相互作用关系、模具高温失效机理等研究,突破结构优化设计与热平衡管
理、多材料复合成形制造和复合材料涂层表面强化等关键共性技术,提高航空大型锻压模具综合性能,延长服役寿命,降低生产成本。
实物类标志性成果:
(1)2 类航空机身结构件高性能大型锻压模具共≥2 件,单件模具分别可锻造起落架超高强度钢锻件≥150 件、主承力框钛合金锻件≥120 件;
(2)2 类航空发动机高性能辗环锻压模具共≥2 件,单件模具分别可锻造燃烧室机匣高温合金锻件≥100 件、支撑机匣钛合金锻件≥200 件。
关键核心技术文件类成果:
(1)高温、 高应力环境航空大型锻压模具失效机制;
(2)航空大型锻压模具结构设计与热平衡管理方法;
(3)航空大型锻压模具多材料复合制造方法;
(4)航空大型锻压模具多热源表面强化方法。
本项目率先在宁波市建立国内唯一的航空大型锻压模具研发-制造-性能评价一体化专业力量,占据产品市场份额≥50%,受理或授权国家发明专利/软件著作权≥5 项,发表 SCI 或 EI 期刊论文≥8 篇,职称晋升人员≥ 6 名, 采用关键技术制备的航空大型锻压模具年销售额≥ 5000 万元。