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一顆能上太空的螺絲釘,要經(jīng)歷怎樣的考驗?

從原材料開始千錘百煉,按最高標準千挑萬選,經(jīng)過重重工序,一顆小小的螺絲釘才有資格上天。 在中國空間站建設、“嫦娥”探月、“天問”探火等重大工程任務中,中國航天科工航天精工為航天器配套了數(shù)以百萬計的緊固件,以“百萬無一失”的標準圓滿完成任務,儼然成為中國緊固件領域的“隱形冠軍”。

從生活到生產(chǎn),都離不開被稱為“工業(yè)之米”的緊固件。

比如小小的一顆螺絲釘,無論是近在掌上的智能手機還是遠到探索太空的航天器,工業(yè)社會處處都有它的身影。

當一顆螺絲釘想去太空翱翔,要經(jīng)歷怎樣的考驗?

從原材料開始千錘百煉,按最高標準千挑萬選,經(jīng)過重重工序,一顆小小的螺絲釘才有資格上天。

在中國空間站建設、“嫦娥”探月、“天問”探火等重大工程任務中,中國航天科工航天精工為航天器配套了數(shù)以百萬計的緊固件,以“百萬無一失”的標準圓滿完成任務,儼然成為中國緊固件領域的“隱形冠軍”。


大部分螺絲釘無法通過環(huán)保標準

一臺呼吸機上有上千個零件,細微到一個螺絲釘都要經(jīng)過嚴格檢測,歐盟、日本等國會對重金屬做檢測,而國內大部分的螺絲釘都無法通過環(huán)保標準。

螺絲釘問題在機器人行業(yè)更夸張。機器人上的螺絲釘幾乎都靠進口,國內買來的螺絲釘一打就折,而機器人要運動,需要受力,對螺絲強度有要求,一打就折的螺絲釘絕對不能用于機器人身上。

低成本導向讓“精品”缺失

“很多制造業(yè)廠商的目標是成本最低,因此不會選擇最好的材料,而代價是產(chǎn)品的質量會大打折扣。低成本目前仍是很多制造廠家的導向,從而忽視了做精品。”一位制造業(yè)從業(yè)人士感慨。

為何中國大部分螺絲釘很難通過歐盟等海外環(huán)保標準的檢測,首先是選材上不過關,大量回收材料降低了原材料成本,用大量回收的廢舊材料重新熔煉,加工螺絲,不經(jīng)過其他特殊處理,一定超標。

除了材料,制造工藝不符合要求也是導致很多中小企業(yè)生產(chǎn)的螺絲釘質量差的原因。

為了使金屬的纖維分布不遭破壞,力學性能較好,螺絲釘制造通常采用冷鐓的方法。但這樣的制造設備價格昂貴,小企業(yè)為了節(jié)省開支,往往不會去購買這樣的設備,轉而用幾百元的臺式手動車床代替,這樣金屬的纖維分布被破壞了,力學性能差。其次,小企業(yè)幾乎沒有緊固件機械性能的檢測設備,只是根據(jù)材料、熱處理來確定螺釘?shù)臋C械性能,這樣很難保證螺絲釘?shù)钠焚|。

小產(chǎn)品,大學問

“ 同樣尺寸的螺絲釘,宇航級產(chǎn)品比民用級產(chǎn)品輕一半。”航天精工科研人員舉起一枚螺絲釘介紹。

仔細端詳,它是鈦合金材質,外部鍍了一層藍紫色的涂層,像美妝達人的漸變色眼影盤一樣光澤多變。

按應用領域分,緊固件產(chǎn)品可分為民品級緊固件、型號裝備級緊固件和宇航級緊固件三大類。

在能“上天”的緊固件中,最常見的是高強度鉚釘,使用量能達到幾十萬件。

“最重要的是火箭點火起飛的那段時間,一定得撐住。”科研人員說,作為連接整個飛行器的“筋骨”,螺絲釘形體雖小,但作用極大,航天器上的緊固件要承受沖擊、振動和變載,不少連接點要在高溫或低溫下工作。

“箭體里操作環(huán)境復雜,為此我們專門開發(fā)出‘定制化’產(chǎn)品,一插、一粘、一托就能裝上。”科研人員演示著手里的緊固件補充道。

空間站核心艙使用的特殊結構緊固件,大多能滿足單面安裝、快速安裝等特殊要求。

“這是‘會說話’的螺栓,現(xiàn)在已經(jīng)應用在高鐵上。”科研人員手里的螺栓頭部有一個淺色小圓環(huán),通過類似刺繡的工藝,把厚度不超過5微米的傳感器裝在螺栓頂部。

結合專用測量儀器,可實時原位精準測量智能螺栓預緊力,提醒使用者螺栓是否安裝到位,并使測量精度提升了10倍。

在現(xiàn)場,科研人員還展示了為飛機設計的“隱身螺栓”,所有產(chǎn)品沉頭高度尺寸都控制在0.05毫米以內,僅為頭發(fā)絲的1/2左右,使組裝蒙皮后的飛機表面順滑如綢緞。

耐高溫螺栓則采用含有鈮、鎢、鉭等難熔合金材料加工,并在螺栓表面燒結一種抗氧化陶瓷涂層,穿上“陶瓷外衣”的螺栓能夠經(jīng)受1800℃高溫。

在航天精工的生產(chǎn)車間里,經(jīng)歷過冷鐓、螺紋成型、沖壓成型、熱處理、表面處理等一道道工序后,粗糙的原材料變成一顆顆顏色各異、結構完美的螺絲釘。

經(jīng)過檢測和重重考驗后,一枚合格的螺絲釘才能拿到太空“通行證”,進入整箭、整星組裝環(huán)節(jié)。

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