钛合金,以其密度低、强度高、抗腐蚀性能优越等特性,在航空领域的飞机发动机、桨毂等关键部件制造中占据举足轻重的地位,被誉为“轻量级的大力士”。然而,钛合金在加工过程中容易与模具黏附,这不仅严重影响了工件的表面质量和加工精度,也限制了其在高端领域如战机制造中的广泛应用。
针对这一技术瓶颈,西安建筑科技大学冶金学院的一支大学生创业团队——“钛润科技”迎难而上,展开了深入探索。他们聚焦于高端润滑介质在钛合金加工过程中的核心作用,经过不懈努力,成功研制出了一种新型的黑磷烯绿色润滑介质产品。
黑磷烯,作为由黑磷剥离得到的层状二维材料,具有独特的低剪切阻力和高压承载能力,是理想的润滑材料。团队依托学校的科研平台和项目资助,对黑磷烯等二维材料进行了改性研究,优化了其抗氧化和润滑性能,实现了润滑介质产品性能的精准调控。
在研发过程中,团队深入企业一线调研,发现国内钛合金加工所用的润滑介质大多依赖进口,导致企业面临成品率低、成本高等问题。为此,团队从市场调研和风险分析入手,全面评估了项目的可行性,并着手攻克钛合金加工面临的三大技术难题:润滑材料承载能力不足、高温易失效、润滑膜难以形成。
经过无数次的试验和工艺参数调整,团队成功修饰了黑磷烯表面,解决了钛合金分散难题,并突破了钛合金加工润滑材料的承载瓶颈。同时,他们采用核壳结构化学合成方法,显著提升了润滑介质产品的抗氧化性能。最终,基于摩擦化学反应原理,团队研发出了润滑膜多组元梯度高效润滑技术,使钛合金在加工过程中能够形成连续稳定的润滑膜,从而有效保障了钛合金的加工精度。