那一刻,远在重庆的中铝集团西南铝业(集团)有限任务公司(以下简称西南铝)一片欢腾——C919所用铝材中,50%以上出自这家企业。
从C919立项开始,西南铝就承担了国产大飞机用铝材的研制生产任务。通过自主创新,他们打破了“从无到有”的难关,并使国产民机铝材的自主保障率不断提升。
从零起步 瞄准第三代前辈铝合金
在世界航空发展史上,有“一代飞机,一代材料”的说法。
大型客机被认为是“当代工业皇冠上的明珠”,而材料性能是决定飞机性能的紧张成分。要制造国产大飞机,必须实现材料自主可控。
在制造商用飞机的紧张材料中,铝合金材料占比达到65%。个中最紧张的国际第三代前辈铝合金——7050铝合金厚板,被称为“行业内最难铸造的铝合金之一”,此前我国还不能自主生产。
“‘7050’广泛运用于飞机机翼梁、肋、机身框、壁板等关键承力部件的制造,是不可或缺的关键性材料。”西南铝技能中央副主任工程师、项目组长周华见告科技日报,7050铝合金厚板的关键生产技能,一贯被发达国家视为核心技能秘密,严加封锁,“入口材料不仅价格高达每吨十几万元,还时常被国外限购。”
“没有任何履历借鉴,完备从零起步。”头发花白的西南铝技能中央主任杨荣东忆起当年,依然心潮澎湃。
2005年,西南铝与部分高校院所组成产学研联合攻关团队;同时,企业内部也抽调熔铸、压延、铸造、检测领域的专业技能职员组成项目组。他们从7050铝合金大规格铸锭制备、厚板轧制、热处理等方面入手,开始了工业化制备技能的系统性研究。
“当时大家都憋着一股劲,一定要研制出第三代前辈航空铝合金!
”杨荣东说。
百次失落败 冲破铸锭开裂“魔咒”
7050铝合金厚板强度高、韧度高、耐疲倦、耐损伤,这对质料的纯净度和铸造技能都是前所未有的磨练。当时,西南铝熔铸厂设备及工装相对掉队,“7050”大规格铸锭成型是团队碰着的第一个“拦路虎”。
“新材料哀求强度高,铸造时第一个难题便是随意马虎开裂。”主监工程师陈新民说,那段韶光,项目组成员从铸造开始就24小时守在炉边,等着冶炼后终极成型。
一样平常情形下,细微开裂不影响铝合金利用,民航材料却弗成。后者安全性哀求更高,不仅须要通过适航认证,所有型号的材料都必须知足各项标准,利用周期还要达到15年旁边。
“当时最怕听到‘嘭’的一声,那是铸锭开裂了。”周华说,起初没有中试生产线,所有试验都直接在企业的生产线上完成,一炉质料代价四五十万元,开裂就意味着全部报废。
那段韶光,铸锭开裂频发,最多时熔铸厂堆放了上千吨的开裂铸锭,丢失高达上千万元。大家既心疼又焦急,一边压抑着焦虑感情,一边摸索着调度参数。项目组职员几个月吃住在办公室,根据岗位分工,有人不断打算调度合金的浓度比,有人改进熔炉的温度、冷却的办法……
“当时完备觉得不到累,只想着如何占领这一难题。”周华说。
历经上百次失落败,项目组通过对合金身分和比例的不断优化,终于冲破了铸锭开裂的“魔咒”,第一块成型铸锭在2005年12月出身。
从“跟”到“并” 民机铝材走出国门
办理了铸锭成型问题,随之而来的另一大难题又摆在项目组面前。
2008年,项目向纵深推进,相继试制出合格的60毫米、80毫米厚度厚板,但在试制100毫米、120毫米、150毫米厚度超厚板时,产品疲倦性能、高向拉伸性能频繁涌现不达标的情形。项目研究犹如走进“黑洞”。
“经由反复对样品全面解剖剖析,项目组创新性地对材料组织与性能关系提出了新见地。”首席工程师、时任技能质量部副主任的王正安说。
此后,项目组在坯料规格、轧制流程、参数调控等方面,经历了一次又一次验证失落败,终于在2009年形成了成熟的工艺方案,试制出了合格的超厚板。
2015年,西南铝在打破了大规格铸锭制备、强变形轧制、强韧化热处理及残余应力掌握等一系列关键技能后,研制出我国最大截面的7050铝合金超宽超厚预拉伸板,建立了7050铝合金预拉伸板完全的工业化制造技能体系,实现了6.0毫米至203毫米全厚度规格产品的工业化生产,并在我国航空航天工业多个重点型号装备上得到规模运用。
2017年起,中铝集团与中国商飞共同梳理出21种关键主构造铝材,并联合海内上风团队开展系统攻关;西南铝成为海内首家国产大飞机用铝材合格供应商,截至目前,已为C919供应了30个规格、600余件铝合金材料。
除了配套海内航空市场,西南铝制造的民机铝材已经走出国门。5月23日,中铝西南铝、波音公司、中航国际在重庆签署锻件项目协议,将为波音787机型供应锻件。
“和国际前辈的铝材料企业比,我们以前是‘跟跑’,现在到了‘并跑’的阶段,争取未来能做到‘领跑’行业。”西南铝党委布告、董事长黎勇表示,“党的二十大提出加快培植制造强国、航天强国,西南铝将武断履行‘排头兵、主力军、引领者’的义务担当,为做事国家计策发挥‘顶梁柱’浸染!
”( 雍黎)
来源:科技日报