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超特高压GIS高导电精密异形铝合金部品关键技术及应用
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TM241
  • 关键词:
  • 成果简介:
    电网输变电系统被誉为社会经济的“神经网络”,而气体绝缘全封闭组合电器(GIS)是其中的“神经节点”,处于现代电网关键技术前沿。随着国家“十三五”能源规划发展战略的深入实施,面向超特高压电网应用的GIS在电网输变电系统中地位愈加凸显。铝合金部品是GIS中的核心零件,占据着现代智能电网重大装备制造的制高点,已成为迫切需要突破的重点产品。 超特高压GIS铝合金部品通常具有复杂、薄壁、异形等结构特点,需要适应复杂地域和环境的应用,且要求30年免维护,对其力学性能、导电性和可靠性要求很高,成形制造难度极大。其存在铸造成形出品率低、连接面(机加工面)针孔类缺陷难以控制、导电面镀银质量差、效率低及环保问题。针对其成形制造急需解决的重大技术难题,项目组在国家自然科学基金等国家和省级项目的支持下,对超特高压GIS高导电精密异形铝合金部品关键技术及应用进行了系统深入的研究,取得如下创新成果: (1)发明了提高铝合金微合金化效果的微纳介观材料组分精细控制方法,实现了GIS铝合金部品铸件的抗拉强度不低于240MPa(砂型)和300MPa(金属型),同时导电率IACS大于40%,解决了铝合金导电性能和力学性能难以兼顾的难题,综合性能优于国内外同类型产品。 (2)提出了基于分层分级切削碾压的微缩孔愈合机制,发明了粗精碾一体化精密复合加工技术和模块化复合工装,消除了机加工表面针孔类缺陷,实现了零缺陷的GIS部品生产制造。 (3)提出融合微纳粉激光再制造及激光冲击和磁控化学热处理的表面修复和强化新技术,实现了铸模重用,显著提高了铸模使用寿命;提出了铝合金氰化镀银无效损耗银的环保高效回收方法,实现了产品导电面强附着无气孔环保镀银。 (4)建立了基于智能搜索引擎和知识库的精密铸件主动设计技术,GIS铝合金部品铸件合格率由行业水平的50%提升至95%,GIS铸件和成品通过ABB公司和英国船级社检测,各项指标高于同行业性能要求。 项目获授权发明专利10件,实用新型专利13件,发表学术论文4篇;培养博士、硕士研究生6名;形成江苏省高新技术产品3项。研究成果已在泰州康乾机械制造有限公司全面应用,近二年累计新增销售20827.4万元,利润1769.2万元,税收420.23万元;经江苏鑫开源电器集团、江苏万奇电器集团、泰兴市航天电器、兴化市华伦达铸钢有限公司等用户推广应用,近二年累计新增销售58246万元,利润5028万元,税收4604万元,经济和社会效益显著,具有广阔的推广应用前景。 该项目的成功实施,打破了国外技术垄断,实现了超特高压GIS铝合金部品自主设计制造,主要技术和性能指标达到国际先进水平。该项目促进了高性能轻合金精密异形部品成形技术的跨越和发展,提升了现代电网输变电系统重大装备的技术水平,促进了高端GIS及其他输变电重大装备的产业结构升级,对于推动关系国民经济命脉的电力系统可持续发展具有重大意义。
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