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一个能让中国机械制造,实现对西方弯道超车的颠覆性黑科技

 雪松691 2021-07-27
一个能让中国机械制造,实现对西方弯道超车的颠覆性黑科技

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今天我要给大家介绍一个,中国机械制造领域的颠覆性黑科技,它是一项可以实现中国机械制造,对西方高水平机械制造弯道超车的一项技术,其中涉及金属物理、振动、超声波、机械加工、应力等多学科的技术,很难被模仿或复制。毫不夸张地说,目前世界上尚无其他金属加工技术,像这种金属加工技术一样,能全方位地提高零件的整体性能。大家一定要耐心看完,我应该是全网第一个科普这项技术的作者了。

一个能让中国机械制造,实现对西方弯道超车的颠覆性黑科技

好了言归正传,一种由我们中国人发明和命名的机械加工工艺,叫做豪克能。豪克能技术由赵显华博士发明,豪克能机床的制造企业是山东华云机电。首先,先给大家介绍一下豪克能的由来。创业前,赵显华是济南一家大型机床厂的技术人员,从事残余应力研究,是消除残余应力的专家。残余应力容易导致金属变形、开裂,华云机电成立公司后,赵显华先后主持了三峡水利工程、上海磁悬浮、航空航天、列车大提速等国家重大项目的残余应力消除,豪克能,正是以残余应力消除技术为基础发明的。

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赵显华在消除残余应力时,一直在思考,能不能给材料表面一个'负作用力’,这样材料在受到正面力量冲击时,两力相抵消,材料实际受到的挤压力变小,寿命自然延长。之后,他利用激活能和冲击能的复合能,对金属零件加工,这是一个全新的工艺。赵显华发现,用世界上任何一个名词都无法表达这种工艺,他将这一新工艺命名为豪克能,并申请了发明专利。这项发明从试验室走向产业化,又花了3年时间,为了完美制造豪克能执行器上的工具头,试验废弃的钢铁,装满了三卡车,当时企业全部资金用于研发,差点撑不下去了,身边所有人都反对,但是赵显华坚持下来了,成功将技术产业化。

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赵显华创办的华云机电,是豪克能技术的开拓者和唯一持有者。 目前,华云科技可为用户提供:用于机床改造的镜面加工设备,结合传统加工技术的豪克能复合机床,适合特定工件加工的豪克能专用机床。

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华云科技被包括全球知名工业传媒——荣格传媒在内的多家媒体及部门,评选为全球技术创新企业,拥有核心专利200余项(包括45项发明专利),分别与航空研究院、清华大学新材料研究所、国际纳米研究室等顶级科研机构,共同成立了联合试验室。

接下来再给大家说一下“豪克能”技术的特点和优势。 豪克能专利技术,是机械制造领域的一项颠覆性创新,它是一项可以实现中国机械制造,对西方高水平机械制造,弯道超车的一项技术,这项涉及金属物理、振动、超声波、机械加工、应力等多学科的技术,很难被模仿或复制。

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豪克能是激活能和冲击能的复合能量,高聚焦的激活能,可以瞬间唤醒金属零件的表面塑性与活力。高频冲击能,则能够进行强化与微变处理。豪克能加工,就是把电能输入机床后,通过能量发生器转变为豪克能,然后通过专用的豪克能刀具,将能量输出,用于工件的加工。

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豪克能机床加工的零件表面粗糙度,Ra值可以轻松达到0.2µm,复合加工甚至能够达到Ra值≤0.05µm;疲劳寿命可以提高数十倍以上,甚至上百倍;耐磨性提高50%;耐腐蚀性提高50%;显微硬度提高20%以上。表层晶粒细化至纳米级;密封寿命提高3~10倍;比传统加工工艺,提高生产效率3倍以上。目前世界上尚无其他金属加工技术,能像豪克能金属加工技术一样,能如此全方位地提高零件的整体性能。

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车床安装豪克能刀具,可以代替传统的磨床,无需二次装夹,无需砂轮、砂带,省去工序周转,在车床上一次装夹加工,即可达到表面粗糙度,小于0.2µm的镜面效果。也可以将豪克能设备安装在磨床上,针对高精度、高硬度零件,轻松加工到镜面效果。

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接下来针对“豪克能”的优势,给大家说一些具体的成功案例吧。零部件利用豪克能专利技术再制造后,性能恢复、表面质量、尺寸形位精度、耐磨性、耐腐蚀性等,均有大幅提升,性能和质量达到新品甚至超过新品。

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“豪克能”的第一个客户是法国阿尔斯通,阿尔斯通有一个130吨重的核电关键零部件,因未达到图纸加工要求,需进行再加工。阿尔斯通的客户要求,除了提高零件的表面光洁度,还要提高零件的硬度,否则,零件只能报废。而阿尔斯通采用了华云机电的“豪克能”技术进行再加工,加工后的零件,完全符合图纸的各项要求,将要报废的零件因此获得重生,之后阿尔斯通与华云机电,又展开了多次合作。

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豪克能技术还应用于军工航天,可实现镜面加工与材料性能的提升。 使用国产材料的航空发动机轴承,采用豪克能技术加工后,强度是世界顶级轴承企业,德国FAG的22倍。不仅打破了技术壁垒,而且远远超过行业标准。

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多次数装夹与加工效率低,一度是我国航空发动机叶片制造领域的技术难关,豪克能专利技术的应用,使得一次装夹就能够高效完成铣削与豪加工。加工后的叶片光洁度高、形状精度高且稳定,具有更高的抗热冲击、耐高温腐蚀、抗热交变和复杂应力的能力,后续辅助工序得以简化甚至取消。

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另外,勇士军车同样采用了豪克能技术加工。国内多家国防工业企业,已经与华云公司在残余应力消除领域、长寿命制造以及超精密加工领域,展开了技术合作。

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车轴经豪克能镜面加工处理后,表面粗糙度减小,表面发生塑性变形,晶粒明显细化,显微硬度呈梯度化,表面应力状况发生改变,由拉应力改变为压应力,有效延缓了疲劳裂纹的萌生,延长了车轴的服役寿命。比如说华云机电和铁道部合作的一个项目,用豪克能技术加工高铁的车轴,可以让高铁车轴寿命提高一倍,济南铁路局一年就可以节省1600万元的支出。

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豪克能技术还提升了工件的光洁度,增加了材料的硬度和耐磨性,减少了密封位磨损,延长了使用寿命。比如说国内20多家阀门厂,已经用上了豪克能技术,球阀的密封寿命,提高了3-10倍,在水、电、气等行业,杜绝了跑气、冒水、滴液、漏液的现象。

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再比如说10年前,国内汽轮机厂,生产转轴用的是西门子的工艺和设备,而杭州汽轮机厂用了3年时间,反复用豪克能技术进行试验,在比较了加工的转轴粗糙度、硬度等检测数据后,决定在转轴制造环节,全部用豪克能替代西门子。目前,国内的大部分汽轮机厂,已经用豪克能技术替代了西方技术。

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豪克能金属表面加工技术,可以完全取代汽车轮毂抛光工艺,这一工艺,已在国内最大的轮毂生产基地使用。轮毂经过豪克能的专用立式车床加工后,表面粗糙度由6.75um变为了0.1um,达到了镜面效果,同时疲劳寿命提高数倍以上。传统轮毂抛光技术,会产生大量的粉尘,有发生粉尘爆炸的风险。而豪克能工艺,不使用抛光轮或砂纸等耗材,在加工过程中不去除材料,整个加工现场没有任何粉尘和污浊,加工车床也几乎一尘不染,对操作者不会产生任何危害。

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豪克能技术还可以增加疲劳强度,防止提前疲劳断裂。还可以使工件表层,晶粒均匀细化至纳米级,同时使表面强化层和基体组织之间,没有明显的断层。比如说济钢集团使用豪克能技术,加工轧辊孔槽,其使用寿命延长至原来的2.5倍。铁科院联合北京科技大学,对使用豪克能技术加工后的机车轴,进行疲劳试验,发现机车轴的实际屈服极限,提升了14%。

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三一重工、北方股份等多家国内工程机械制造商,在传动系统、液压系统领域,与华云机电展开技术合作,成效显著,屡屡打破行业标准,率先走出国门。北方股份在与日本小松、美国卡特彼勒等世界工程机械巨头企业的激烈角逐后,最终由北方股份,成功中标纳米比亚矿用卡车的供货合同。之后北方股份,利用豪克能专利技术生产的,330吨级电动轮矿用车——NTE330,出口到纳米比亚,填补了我国高端重型,电传动矿用自卸车出口的空白。

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此前,如何在现有油缸材质、壁厚、工艺条件的基础上,再进一步提升其性能,一直是困扰我国重型工程机械,进一步发展的技术难题。NTE330的减振油缸,采用豪克能加工,表面粗糙度值Ra<0.08µm,表面硬度提高20%,耐磨性能提高50%,密封性能提升3-10倍,打破了国外企业在该领域的垄断地位,一举成为行业的新标准。

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“豪克能”的客户已有上千家企业,“豪克能”技术已经在我们的航空发动机、航天飞行器、神舟飞船、列车大提速、军械制造等重大课题中得到应用,希望“豪克能”未来,能为国家解决更多的卡脖子技术! 在此感谢赵显华同志,对中国机械加工的进步所做出的突出贡献,这项原创技术,值得我们每一名中国人由衷地感到骄傲和自豪。

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