航天动力阀门关键零件微结构的飞秒激光加工性能研究

匡以武1，张余升1，刘晓1，徐世俊1，陶沙1，李明2，封小松1（1.上海航天设备制造总厂有限公司；2.中国科学院西安光学精密机械研究所）

摘要：动力阀门是我国新一代低温运载火箭增压输送系统的核心部件，分布在加注、增压等关键环节，其稳定可靠服役直接决定着火箭的发射安全。采用飞秒激光在阀门关键零部件表面加工特定尺寸及形貌的功能微结构是提升动力阀门服役性能的有效手段。针对运载火箭减压阀、低温阀、破裂膜片所需的减摩润滑、密封、亲胶与压敏功能微结构进行了飞秒激光加工与性能试验。结果表明：采用表面功能微结构后，减压阀运动副摩擦因数从0.178 降低至0.153；低温阀密封件金属与非金属界面强度从5.5 MPa 增至14.2 MPa， 低温阀壳体表面隔热涂层黏附强度从5.0 MPa 增至9.40 MPa；破裂膜片采用飞秒激光加工压敏结构后，破裂压力散差从±0.06 MPa 降至±0.03 MPa。

关键词：运载火箭；飞秒激光；阀门；功能微结构