中國建世界最大鈦合金機身 殲20結構壽命獲巨大突破

空軍 殲-20 戰鬥機 武器 AOPA雲 2017-04-03

對於戰鬥機的結構製造來說,機身的大框是最重要、最耗時、也是最昂貴的部件,同時還是限制戰鬥機產能和性能壽命的關鍵環節。特別是那些不惜成本追求性能的主力制空戰鬥機,往往會採用難以加工的鈦合金作為材料,而這又進一步引發了成本的增高和產能有限的矛盾。

中國建世界最大鈦合金機身 殲20結構壽命獲巨大突破

對於戰鬥機上的主要承力部件來說,純粹的3D打印鈦合金件至今依舊是不靠譜的玩意--這東西是鈦合金粉末堆積後,用激光燒融在一起再固化了,一點點堆出來的。結構疏鬆夾雜大量氣泡和未融化粉末、驟熱驟冷引發材料內部嚴重的組織錯位、應力殘餘都是從原理上無法避免的事情。

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高性能戰鬥機的大框,必須依靠鍛造在模具中形成基本的形狀;在長時間保持的巨大壓力下,高溫軟化的金屬毛坯像被大力揉壓的麵糰一樣,內部的疏鬆組織、氣泡、縫隙等缺陷都會全部被壓實消除掉。然而鍛造出來的產品,還要經過數百工時的加工,去掉多餘的部分,使之完全符合設計形狀尺寸,並進行熱處理等後續工藝,通過質量檢驗才算生產完成。

國內在2013年之前,國內能投入使用的僅有一臺3萬噸的模鍛壓機;其鍛造能力為鋁合金件最大投影面積不能超過2平米,鈦合金件投影面積不能超過1.2平米。而這個水平,是完全不足以完成殲20這樣的雙發重型戰鬥機的鈦合金大框一體化鍛造的。

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