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顶立科技产业化项目获得2019年中国先进技术转化应用大赛优胜奖

来源: 时间:2019-12-16 1:44:03
  近日,2019年中国先进技术转化应用大赛决赛及颁奖仪式在江西南昌隆重举行,顶立科技的“基于增材制造的某型燃气轮机导向叶片研发及应用示范”项目获大赛产业化类优胜奖。



  中国先进技术转化应用大赛是由工业和信息化部、科技部、财政部、国防科工局、全国工商联等联合主办,从6月项目征集,到8月北京初赛,9月镇江、九江、新余、荥阳四地同步半决赛,直至11月南昌总决赛,历时5个多月。大赛项目涵盖新一代信息技术、先进材料、智能制造、新能源与节能环保、生物技术等六个重点领域,汇聚了全国30个省(自治区、直辖市)、14家中央企业和部分高校、科研院所、民营企业共1034个项目。工业和信息化部党组书记、部长苗圩,江西省委书记刘奇,中央军融办副主任王树年,国防科工局局长张克俭,全国工商联副主席黄荣及科技部、财政部等有关部委领导出席颁奖仪式并参观优秀项目展览。


  顶立科技的“基于增材制造的某型燃气轮机导向叶片研发及应用示范”项目围绕激光选区熔化增材制造技术(SLM),以南方燃机某型导向叶片需求为牵引,通过攻克模型重构、成分分析、关键材料自主研制、增材制造及后处理工艺开发等关键技术,在国内首次实现了增材制造技术在燃机热端部件的装机应用。

★延伸阅读★

  导向叶片是燃气轮机中工作负荷最重的核心部件,工作环境恶劣,报废量极高,由于没有设计图纸,材料体系不明,制造成本高、周期长等因素影响,国内燃气轮机制造单位使用的导向叶片长期依赖进口,顶立科技经过反复研究,采用增材制造逆向工程技术,攻克了导向叶片快速制造的技术难题,成功实现了自主研发与生产。


  创新点 1:基于增材制造的逆向反推技术

  1、采用用工业蓝光扫描确定导向叶片外轮廓,采用工业CT确定导向叶片内轮廓,采用三坐标测量拟合,模型去噪,确定导向叶片最终三维模型。

  2、综合利用ICP、SEM与EDS等分析手段,对导向叶片进行表征和技术分析,从而得到导向叶片合金成分信息。

  技术突破:复杂零件的快速重构技术、材料精准分析技术


  创新点 2:高纯洁净粉末高温合金制备技术

  纯净度与流动性是影响打印质量的关键要素,2016年,顶立科技自主研发的国内首台等离子旋转雾化制粉设备,攻克超高转速等离子旋转雾化制粉技术,解决导向叶片专用高温合金粉体材料纯度、粒度、缺陷、元素烧损等控制难题。


  顶立科技创新采用柔性自密封高速旋转及微氧控制技术、装备自适应柔性控制与在线调控、修正技术、增材制造专用超洁净粉体制备工艺研究技术;生产所用粉末均达到氧含量小于100ppm,夹杂物1kg≤10颗、流动性<15s/50g的航空标准要求。

  技术突破:高性能、超洁净、高致密度、高球形度专用合金材料制备技术


  同时,为实现对导向打印质量的全面把控,研发团队通过千百次工艺优化试验,得到最优的打印工艺参数,确保试验块内部不存在气孔、裂纹、未熔合等缺陷,打印构件致密度达到99。5%以上,采用去应力退火、固溶、时效处理等热处理制度,改善打印构件内部组织结构,提高构件疲劳/持久性能,采用工业CT探伤,打印件达到“无裂纹、无孔洞、无残留粉”的三无标准。

  创新点3: 实现3D打印“控形控性”

  1、SLM过程中晶粒定向长大控制技术

  首次实现微米晶组织结构定向生长,使得增材制造零件兼顾锻件的室温性能,又具备铸件良好的高温性能。


  2、热处理过程中α-Cr与碳化物析出控制技术

  通过热处理工艺,在低温下让碳化物析出,在高温下提高Cr在Ni中的固溶度,同时抑制α-Cr的析出。α-Cr的析出减少,裂纹萌生源减少,晶粒也能进一步长大。


  根据现场持续跟踪的数据显示,目前试验燃机已运行超过2000小时,孔探检测显示导向叶片运行良好,整体性能超铸件水平。


  顶立科技首次实现了金属增材制造技术在燃气轮机热端部件的应用,实现关键零件国产化,突破了国外技术垄断和贸易壁垒,显著提高了设计效率,缩短了产品开发周期,对其他航空航天复杂构件的反求工程开发具有借鉴价值。

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