國產航空發動機打破法國技術封鎖

據報道，山東某機電科技有限公司與中國工程院院士趙振業共同合作研發，通過采用該公司豪克能技術加工最新研發的國產航空發動機軸承，經技術檢測證明其疲勞壽命達到了德國FAG航空軸承的22倍。

FAG隸屬德國舍弗勒集團，為世界航空發動機軸承的頂級制造商。該項報道立即引起了軍事觀察家的強烈興趣。豪克能技術是一種什么技術？它是不是真的有這么神奇的功效呢？能否應用于其它的國防科技領域呢？本文根據國內外公開資料對所謂的豪克能技術做一淺析。從公開資料分析推斷，豪克能實際上是一種超聲表面強化技術，它將超聲波振動引入到表面強化工藝中，實現了超聲加工技術和傳統表面強化技術的優勢互補，大幅提高了表面加工的生產效率。超聲表面強化技術在國際上也是一種新技術。

據國外資料稱，法國于1996年開始超聲噴丸技術的研究，1999年首次展示了超聲波噴丸強化設備，并于同年在該國的航空航天及原子能工業得到應用，但該技術對我國技術封鎖。該公司稱，豪克能技術將金屬工件的表面粗糙度比傳統的車削、銑削等金切加工方式提高了3個技術等級，可達Ra0.2以下，外表面可達光面；同時工件表面顯微硬度提高20%以上；已看不見工件的表面刀紋、應力集中等缺陷；工件的耐腐蝕性提高40%以上，耐磨性提高50%以上。該公司稱，豪克能技術及設備已廣泛地應用于航空航天的許多領域，比如國家航天探月工程，衛星制造，飛機、發動機關鍵部件制造等。

航空發動機上焊接構件的殘余應力控制是非常嚴格的，在業內有不能讓飛機帶應力上天的說法。沈陽某航空發動機公司經過十幾個月的各項性能試驗證明：豪克能消除焊接應力設備完全達到對航空發動機焊接構件消除殘余應力的要求，并可以應用到發動機的生產和維修中。某型渦扇發動機機匣經豪克能技術加工后，不僅提高了該工件的表面粗糙度，減小了應力集中點，而且重點是消除了關鍵部位的拉應力并預置幾百兆帕的壓應力，使其疲勞壽命大大延長，滿足了長壽命使用的要求。在對潛艇、艦船的維修中，往往被焊修部位也是承受疲勞載荷、海水腐蝕等最嚴重的部位。如果這些部位在焊修后不進行有效地消除殘余應力，該部位會很快地繼續發生同樣的損傷，甚至維修周期會變得更短。采用豪克能技術消除應力處理也可大大減少焊接變形和焊后開裂現象。

例如，某核潛艇維修中采用了該技術，經豪克能消除應力處理后其殘余應力已被徹底消除（殘余應力的消除率在99%以上），且基本上都變成理想的壓應力。某登陸艦在返廠中修海試中曾出現焊修部位發生多處焊縫開裂而無法交船的情況，采用豪克能消除焊接應力設備后，再次海試未發現一處裂紋并順利交船，軍方用戶在使用后亦稱贊該船廠的維修質量。鈦合金因其優良的性能已被航空、航天、船舶、兵器等領域大量采用，但鈦合金的應力消除一直是個老大難問題。豪克能消除焊接應力設備已在我國鈦合金焊接件上的應用近年來得到了比較廣泛的推廣。經實驗證明，鈦合金接頭疲勞極限提高64.5%，疲勞壽命提高13.5倍；焊接殘余應力降低了85%。

南京某電子研究所生產的預警機雷達，在其生產和維修過程中都采用了豪克能消除應力設備，大大方便了對大型機載雷達進行異地焊修后就地現場消除應力處理。重慶某軍工廠生產的軍用大馬力三輪越野摩托車由于要求在惡劣的地面環境下長距離無故障運行，按現有生產方法生產的車架已無法滿足軍方要求，在不增加材料強度等級和用材厚度的情況下，通過采用豪克能消除應力設備對車架的重要焊縫進行處理后，疲勞性能即獲得大幅度提高，順利達到驗收要求。焊接結構式的彈藥筒和彈殼常常因在其焊縫處產生裂紋而報廢，而在彈藥筒和彈殼焊接完畢后，只用豪克能消除應力設備對焊縫處理一遍，就不會再產生開裂現象。

再回到航空軸承上來。據有關資料稱，與人們想象的不同，毫克能技術不是通過強化軸承的滾珠來提高軸承的疲勞壽命，而是通過對容納軸承滾珠的內外滾道進行超聲波振動強化來提高軸承壽命。目前提高軸承滾道強度的技術大多采用熱處理的方法，例如用物理氣相沉積方法，在套圈零件上形成一種類金剛石薄膜，或者將干燥后的軸承套圈放入氮化爐中進行淬回火來提高硬度。這些用于提高航空發動機軸承強度的常規方法往往生產過程復雜，使用成本較高，提高幅度有限。而豪克能超聲波強化技術不僅能夠使滾道表面各處強化十分均勻，避免了因強化不均而產生的種種問題，而且更重要的是航空軸承疲勞壽命可以提高10倍至100倍，讓人為之驚嘆。我國航空金屬材料知名專家趙振業院士已將豪克能技術納入航空構件的抗疲勞制造中，大量的試驗證明，豪克能是目前為止最先進的金屬表面改性及強化技術，將提高構件表面光潔度與金屬表面改性有機的結合在一起，大幅延長了航空構件的疲勞壽命。總而言之，豪克能技術已在軍品領域已得到越來越廣泛的應用，解決了許多以前極其棘手的金屬表面處理難題。