中國八萬噸國之重器全球領先,性能壽命超越美俄,造福航空事業

航空 戰鬥機 法國 美國 水瓶視角 2017-05-30

美國、俄羅斯、法國、英國能研製出高性能的軍用飛機和寬機體大型民用飛機,主要依仗其擁有45000噸到 75000噸的模鍛壓機,因而這些國家能夠生產出高質量的精密化的大型整體鍛件。雖然我國的航空鍛壓事業的發展與航空工業的發展是同步的,但長期以來中國還沒有4萬級以上的鍛造成型能力。而模鍛壓機噸位較小,工藝比較落後讓框樑等航空模鍛件大多采用焊接結構,無法實現整體化,不能完全滿足大型飛機對綜合性能、可靠性和壽命的要求。

長期以來有關專家認為中國必須要投資建設的大型模鍛壓機建設項目,這樣可解決航空等工業大型整體結構件毛坯製造的瓶頸,也將大力促進大型模鍛件製造技術的消化、吸收和創新,為中國大型飛機的研製創造條件。

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早在上世紀70年代末,二重人就開始籌劃設計製造大型模鍛壓機

近日,成都商報記者獲得特許後,走進二重萬航神祕的C-919鍛件車間看到了中國的8萬噸大型模鍛壓機,它相當於13層樓高。”二重萬航C919型號總師羅恆軍介紹,該模鍛壓機地上27米高,地下還有15米,總高42米,重約2.2萬噸,單件重量在75噸以上的零件68件。C-919大飛機的大梁、桁架,發動機葉片、龍骨,舵翼的液壓隨動系統都需要在這臺8萬噸大型模鍛壓機進行加工。

它是2003年申請立項之後,中國二重在吸收、消化、再創新的基礎上研製出來的,它使中國成為擁有全球最高等級模鍛裝備的國家。迄今為止,國外僅有美國、俄羅斯、法國3個國家有類似設備,這些國家的最大鍛造等級為俄羅斯的7.5萬噸,而我國的達8萬噸在壓機尺寸、整體質量和最大單件重量,均為世界之首。

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我國自主研發世界最大噸位模鍛壓機進入試生產階段

鍛壓機在發電,造船、石化、航空、航天、軍工都有廣泛應用,其中大型鍛壓機更是金屬加工王冠上的明珠,也是衡量一個國家工業實力和軍工能力的重要標誌。

比如在現代飛機制造中,鈦合金的使用比例越來越高。但是,鈦合金硬度較大、變形係數小、冷硬現象嚴重,其變形時需要很高的單位壓強,加工必須用到大型鍛壓機。現代戰機中的豪傑F22大量採用鈦合金和高強高韌合金結構鋼,鍛件製成的零件重量約佔整機重量的20-40%;在F119和F135這兩款世界航空發動機之王身上,鍛件製成的零件更是接近發動機結構重量的80%。

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F119發動機

近年,我國在3D增材打印技術異軍突起,但其存在加工零件精度相對鍛壓較低,對複雜腔體、扭體、薄壁腔體等成型效果不理想,強度只能接近鍛造產品等缺點,3D增材打印技術在中小尺寸零部件製造中有優勢,但在大尺寸零件製造上無法和大型鍛壓機相比。所以我們把增材製造技術和鍛造技術結合,形成熔覆-擠壓工藝,利用增材製造快速的製造高品質高純度胚件,然後用大型液壓機鍛造,一舉解決了傳統制胚過程中耗時過長,材料浪費很大,成本居高不下和增材製造強度和塑性較差的問題,增材製造和大壓機不是相互競爭,而是相互配合的關係,觀眾朋友別弄錯了。

大鍛件生產在先進工業國家都放在非常重要的地位,從一個國家所擁有大型自由鍛液壓機和大型模鍛液壓機的品種、數量和等級,就可衡量其工業水平和國防實力。讓無數人捶胸頓足的運 -10 下馬很大程度上就是因為當時當時國內金屬件鍛造產業過於落後,包括髮動機在內加工幾乎全靠手工,結構死重大、可靠性差,難以滿足商用,甚至可以說下馬是歷史必然,相信隨著中國眾多的模鍛壓機投產,中國的先進戰機、大飛機和航空發動機將將迎來一個嶄新的時代。

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網上流傳的中國空軍未來殲14戰機方案圖

最後提起模鍛壓機,總被說起的就是1955年美國製造的兩臺當時最大的4.5萬噸模鍛水壓機,接著是1961年前蘇聯的2臺7.5萬噸鍛造液壓機,甚至1976年前蘇聯給法國製造的一臺6.50萬噸模鍛壓,而咱們國家的8萬噸級模鍛液壓機更被冠上世界最大壓機的稱號。可是1972年瑞典就建造了8萬噸鋼絲纏繞結構模鍛液壓機,安裝於AB卡鮑克斯分公司,不但壓力與咱們國家的8萬噸級模鍛液壓機齊平,鋼絲纏繞預應力技術也是咱們國家8萬噸級模鍛液壓機的一個主要賣點,瑞典人竟然在1972年就搞出來了。瑞典為什麼總被忽略,不會就因為瑞典是小國吧?

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