中國雷射衝擊技術突破!打破美國40年壟斷,日本想要卻造不出

2021-01-08 校長開蔣

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如果 你看過生化危機,那一定會對那條用雷射殺死士兵的通道印象深刻,那些輕鬆切斷鋼刀的雷射甚至成了一些小夥伴的童年陰影,雖然是杜撰,但現實中雷射確實也有很多神奇的用途,效果並不比電影中的差,今天小編就來向大家介紹其中一種,那就是雷射衝擊強化技術。

雷射衝擊強化技術是當今世界上最先進的金屬材料表面強化處理手段。起源於上世紀70年的美國,儘管日本和歐洲也都在進行相關研究,但目前為止都還沒有實現應用。我國從上世紀90年代開始給技術的相關研究。2008年,空軍工程大學與西安天瑞達光電技術有限公司、江蘇大學、西安藍鷹電器設備公司和鐳寶光電公司等多家單位合作,在西安市建成我國首條雷射衝擊強化生產線,使中國成為繼美國之後世界上第二個實現該技術工業化應用的國家。2015年天瑞達還成功反攻美國市場,開始為通用能源公司提供燃氣輪機葉片雷射衝擊強化加工服務,成為唯一一家為通用提供該服務的非美國企業。

那雷射衝擊強化技術到底是怎麼回事呢?其實它的效果和中國古代的千錘百鍊差不多,以前用錘子敲打,讓金屬產生塑性形變,形成強化層,通過裡面的殘餘壓力提高金屬強度,現在把錘子換成雷射,利用雷射產生的衝擊波,在金屬表面產生壓應力,提高金屬材料的抗疲勞、耐磨損和抗腐蝕能力,可以說是殊途同歸。與傳統強化技術相比,雷射衝擊強化產生更大的壓力和能量,而且可以高效利用這些能量,不僅有效降低能耗,還加快了表徵材料的變形速度,使其可以達到機械衝壓的10000倍左右,比爆炸成形高出100倍。所以雷射衝擊強化技術的強化效果十分明顯,部分材料的壽命可以提高25倍以上。再加上無需與材料直接接觸,可控性也更強,可以減少不必要的材料損傷。配合特殊的塗層和約束層可以保護材料不被雷射灼傷,並延長衝擊波的反射作用時間,進一步提高強化效果。

憑藉這些優勢,雷射衝擊強化技術可廣泛應用於船舶、汽車、石油化工、核工業、航空發動機等領域,對於第四代戰鬥機的研製更是不可或缺,憑藉該技術,美國空軍每年可以節省約60億美元的維修成本。而在我國,雷射衝擊強化技術也取得了不少成果,國產的WS15航空發動機就應用了這項技術,預計在2020年就可以正式投入使用,到時我們的殲20就可以用上中國自己的發動機了。而且根據官方數據,應用了雷射衝擊強化技術後,國產水下機器人結構件強度提高12%以上、航空發動機葉片疲勞壽命提高11倍以上、運20飛機起落架軸承硬度提高20%以上。隨著雷射強化技術普及,中國製造的質量將上升到新的高度。

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