中国忠旺解读国产铝材生产发展及应用现状

  多年来,中国忠旺通过对中国铝行业的发展进行调研发现,铝作为“年轻的金属”被大范围的应用于航空、航天、兵器、核工业、高速列车等领域,其中,铝在航空领域的应用尤其广泛,被誉为“百年航空,百年铝合金”。作为构成飞机的主要机体材料之一,在航空制造中有很重要的地位。

  2011年,我国第一条与国家大飞机等项目配套的铝合金厚板生产线建成投产,使我国成为继美国、日本、德国和俄罗斯之后,又一个可以在一定程度上完成铝合金厚板规模化生产的国家。这条生产线的建成投产,实现了几代铝加工产业工人的夙愿,对于逐步提升我国铝加工业的整体发展水平,提升我国国防建设和航空工业急需铝合金材料的保障能力、助推我国大飞机建设、具有非常非常重要的意义。

  厚板生产线建成投产只是航空铝材发展的第一步。铝材生产慢慢地加强自主创新建设能力,突破多项关键技术,解决了一系列重大关键技术难题,开发出一大批市场急需、代表国际国内领先水平、填补国内空白的新产品和新技术,形成了一系列具有自主知识产权的科技成果,为我国航空航天、国防军工和国家重点建设项目提供了优质的铝材。

  近年来,我国航空铝加工公司慢慢地增加对外交流探索,与波音公司、空中客车、赛峰公司、庞巴迪公司等知名航空制造企业组织合作,进一步提升航空铝加工水平。“铝材研制及加工技术在某些特定的程度上决定着一个国家的航空航天产业高质量发展水平。航空用铝材通常综合性能要求高、生产工序流程长,现有的技术管理模式已难以适应航空用户单位对产品工艺过程质量控制的精细化要求。并且,由于先进航空材料产品正处于国产化的初期阶段,与国外先进铝加工公司相比,我们的竞争力不强是不争的事实。”中国忠旺相关工作人员分析说。

  航空产品通常存在订货品种多、数量少、生产组批困难、产品成品率低、稳定性差等问题,严重影响了客户使用国产航空材料的积极性。为提升航空急需铝合金材料的保障能力,在航空领域抢占先机,就必须构建自主创新的材料体系和装备技术体系,有明确的目的性地解决材料研发中的难题,逐步提升新材料研发水平。

  从相关资料统计分析来看,当今世界主要的民机,铝材用量均在70%以上,其中应用最多的是Al-Cu系合金(2xxx)及Al-Zn-Mg系合金(7xxx)系列铝合金,大多数都用在飞机蒙皮、框梁、壁板、油箱等。复合材料虽能显著减轻飞行器重量,但制造成本昂贵、后期维护难度大、湿热性差,而铝材在多年的应用中积累了足够的实践经验,其性能特点得到了充分的验证。从整个产业寿命周期来看,复材在品质、成本、环保上未必能保持优势,欧美在是否逐步扩大复材的应用场景范围上也持保留态度,这为铝材的发展提供了良好的契机,及时推出适应新要求的新型铝材显得很重要。

  随着传统铝合金应用比例呈下降趋势,新型铝锂合金应用也逐渐增多。对于铝合金来说,锂元素是降低密度和提高比刚度的最佳元素。空客A350创新性的采用了铝锂合金制造机身蒙皮与地板结构,用量达到机身重量的22%;A380机身蒙皮、地板梁、机翼前后缘均使用了铝锂合金;庞巴迪C系飞机中,先进铝锂合金材料部件已经占到飞机材料总量的20%;EH101多用途直升机大量采用了铝锂合金。在国内,大型客机C919的机身等直部段,是民用飞机生产中首次使用铝锂合金。

  随着飞机速度、寿命、绿色环保等要求的不断的提高,航空工业需要更高比强度、高比刚度、高韧性、高耐热、高疲劳寿命、高耐腐蚀性、高损伤容限、易加工的新型合金材料。未来铝材发展必须在原来的基础上一直在改进,降低生产所带来的成本,提高可成形性与使用性能,加速研发高纯度、高均匀度、超细化的铝合金,低内应力铝材厚板,并提高厚板的整体制造能力,提升铝材切削性和磨削性,时效成形及超塑成形的工艺适应性,可焊接性,研发可快用于激光快速近/净成形的铝合金粉末,研究新型铝材热处理技术,是铝合金材料及制造技术探讨研究、发展的难点和重点。

  “生产大型商用飞机、实现航空铝材自主供给是落实《中国制造2025》战略、打造中国高端制造新优势的战略选择。”

  据悉,中国忠旺早已开始了在航空航天用铝领域的探索:2013年针对航空航天领域对铝型材的规格、特性及严格的质量发展要求,集团启动了“7075航空挤压棒材”的研发项目;2015年集团还与沈阳航空航天大学、中航沈飞民用飞机有限责任公司三方联合创建了辽宁航空航天铝合金研发联合实验室等。

  天津忠旺的铝压延材项目至今已筹备了五年之久,将主要生产铝合金中厚板,包括航空航天、船舶、商用车、特种车及轨道车辆等领域使用的交通运输板材及化工容器用板材等。其中第一条生产线的厂房建设及设施安装已基本完成,有望按计划进入试生产阶段,并于近期投产。

  2015年9月,中国忠旺作为民机铝材上下游合作机制成员参加工信部在上海组织召开民机铝材上下游合作机制第一次工作会议,会议鼓励民机铝材研制、生产,并将就难点问题积极协调解决和反映。对航空业和铝材业而言,更是一大利好消息,未来行业发展重要导向。

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