高压电触头及异质材料熔浸渗连接技术
完成单位:西安理工大学

产生时间:2005

支撑项目(平台):陕西省电工材料与熔渗技术重点实验室

参与单位:陕西省教育厅

所属学科:材料科学与工程

主要贡献者:梁淑华、肖鹏、邹军涛、杨晓红、杨君刚、王献辉、杨卿、卓龙超、姜伊辉、张乔

成就简介:面向国家重大需求,历经20余年开展应用基础研究,在大容量长寿命高压电触头材料、特种异质双金属材料连接技术等方向形成特色技术及产品20余种,均已在企业中推广应用,成果有力支撑了国家重点企业的科技创新。

  本项目在科技部“863”计划、国家自然科学基金等项目支持下,针对我国电力、航空航天、冶金、化工等重要战略工程亟需的双金属复合构件制备技术及装备开展了研究,采用了特种连接与复合制造,探索出系列复杂构件整体制造新方法及相应装备,实现构件性能的精确调控,并实现了产业化。主要内容和创新有:针对特高压电网、智能电网的满负荷商业化运行,以及分布式能源、光电、风电等新型能源的并网,对控制电网的关键设备断路器提出 “更加可靠”、“更加小型化”和“更加长寿”的苛刻要求,围绕新型断路器中实施接通和断开的心脏—自力型触头开展了延寿关键技术研究,解决了传统钨铜合金应对苛刻服役环境寿命不足的问题,形成高压电触头材料制备技术及装备。采用该技术制备的新型触头不仅寿命长,而且稳定性高,提升了整机产品的寿命和稳定性,满足了日益苛刻的服役环境对断路器延寿和高可靠性的需求。
  针对自主研发的某航空发电机小型化和轻量化要求,需要将原本由两个零件实现的导磁和隔磁功能在同一个转速为45000-50000r/min的转子上实现。为应对这一需求,发明了与导磁合金钢强度匹配的隔磁铜合金成分及工艺,同时采用熔渗扩散的非焊接方法将其与合金钢高可靠地复合为整体材料,在一个零件上同时实现了导磁和隔磁一对矛盾的功能,并开发了相应的专用成型设备;解决了困扰航空电源企业多年的设计制造难题,显著减小了发电机的尺寸和重量,打破了国际封锁和禁运,有力支撑了新型航空发电机的国产化与再创新。
  针对某型号飞机液压机构国产化过程遇到的低温漏油问题,需要用耐磨铜合金与不锈钢复合而成的双金属作为液压机构的隔套。由于飞机的服役环境非常苛刻,常规的焊接和离心铸造等方法无法达到使用要求。本成果提出了同(近)质元素诱导扩散思路,并借助自主研发的设备,成功开发出界面结合强度大于650MPa的不锈钢/耐磨铜合金双金属复合制备技术,突破了某型号飞机液压系统国产化的瓶颈,使相关产品不再受国际禁售约束。
  高压电触头及异质材料熔浸渗连接技术已在西电集团西安西电高压电器研究院、西安西电高压高压开关有限公司、北京北开电气股份有限公司、上海西安西电高压开关有限公司、江苏省如高高压电器有限公司、中国航空工业集团庆安集团有限公司、陕西航空电气有限公司、中国航空工业集团西安飞行自动控制研究所等多家企业应用,部分企业提供的数据表明新增产值超过50亿元。

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