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国产商用航空大发动机关键部件铸造技术难关攻克

发布时间:2016-11-02

中航工业贵州安吉精铸公司经过近两年不懈努力,攻克了CJ1000商用大涵道比航空发动机的关键部件,高温合金整体机匣的铸造技术。
在国内尚无各种研制技术可借鉴、国外对此技术工艺严密封锁的情况下,中航工业安吉精铸完全依靠自己的生产和技术能力,集智攻关,通过“产、学、研” 合作,充分调动和发挥各类不同岗位干部员工的聪明才智,逆势而上。经过近两年的不懈努力,成功攻克了CJ1000商用大涵道比发动机用高温合金整体机匣铸造难关,攀上了当今国内高温合金精密铸造的技术高峰,填补了国內在大型客机发动机用高温合金整体机匣铸造技术上的空白。

高温合金又称热强合金、耐热合金或超合金,是20世记40年代发展起来的一种新型航空材料,主要用于航空发动机的热端部件,也是航天、能源、化学工业的重要材料。我国在高温合金材料研究和使用上起步较晚,与国外同类行业相比差距较大。从国家战略发展的角度看,加快高温合金材料研究和使用上,缩短与国外同类行业的差距,已是迫在眉睫。同样,开发研制生产中国人自己的大飞机,是新中国几代航空人的梦想,它是一个国家综合实力的象征,几代航空人为此倾注了毕生精力。为之配套的航空发动机则如同人的“心脏”,是飞机最为核心的部分,而由中航工业贵州安吉精铸公司研制的中国商飞C919大型客机发动机所用的高温合金整体机匣则被称为“心脏中的心脏”。

20119月,北京国际航空航天展览会上,展示了中国首款商用航空发动机——“长江”CJ1000A;20123月,中国工程院院士冯培德表示,“长江”1000国产发动机预计在“十三五”期间用于可装配。基于上述背景下,2014319日,安吉精铸公司副总经理吴光鹏,高温合金精铸分厂厂长王志勇等代表公司应邀参加了由黎明公司主持召开的“长江”1000商用发动机高温合金大型复杂薄壁涡轮后机匣精密铸件方案论证会,会上听取了来自国内高温合金精密铸造行业技术水平较高的单位提出的不同方式的工艺设计方案。由安吉精铸与上海交通大学合作提出采取机匣主体和锥壁整体精铸成型工艺方案,引起与会专家和学者们的高度关注,采用此种工艺方案能彻底解决铸件加工、装配和使用问题,但增大了铸造难度,国内尚无任何先例,尽管安吉精铸在钛、铝精密整体铸造技术上创造了不少国内第一,也积累了一定的技术经验,但外廓尺寸超过1.3米的复杂薄壁型高温合金精密铸件且采用整体铸造技术在安吉精铸也是始无前例。

20149月,安吉精铸与沈阳发动机研究所、黎明公司通力合作,完成了涡轮后机匣整体铸造零件图设计工作,当年10月,安吉精铸如期完成整体精铸铸件图设计并与黎明公司进行了会签,研制条件已经具备。

20154月,涡轮后机匣正式进入铸件研制阶段,如何浇注出一件完整的涡轮后机匣,如同趟过眼前一条深浅不知的大河,胜算难以预料。在这段时间,公司领导把大部分精力都投入到了涡轮后机匣的研制中,铸造专业出身的公司总经理冉兴,副总经理吴光鹏、卢启盛等与参加研制的清华大学、上海交通大学专家及公司各类工程技术人员,各道工序员工骨干共同探讨各类相关工艺的制定和论证。与此同时,为保证铸件浇注成功,公司也进一步加快了关键设备的引进。在整整一年零四个月的时间里,安吉精铸相继完成了制模、制壳、熔铸成型等工艺研制,在铸件浇注取得成功后,又完成了铸件精整、无损检测、尺寸检测、表面检测等工艺研制,最终在完成铸件首件鉴定和质量评审后,201510月,由安吉精铸首个研制成功的带锥壁的大型复杂薄壁高温合金涡轮后机匣整体精密铸件正式交付。

日前,由安吉精铸公司研制的带锥壁的大型复杂薄壁高温合金涡轮后机匣整体精密铸件经加工后正式装机投入试车。

中航工业安吉精铸在历时两年的研制过程中,采用了一系列国内领先,达到国际水平的先进技术,首次研制出了国内最大、最复杂的高温合金精密铸造机匣铸件,由此掌握了商用大涵道比发动机高温合金大型复杂薄壁整体机匣制造技术,达到国际先进水平。尤为难得的是通过研制,安吉精铸培养了一批大型复杂薄壁整体机匣模具设计制造、计算机凝固模拟设计等技术人才队伍,锻炼了一批大型蜡模制造、陶瓷壳型制作以及熔铸成型控制等高技能员干队伍,为国产商用发动机大型精密铸件的生产奠定了基础。

来源: 钛公共服务平台

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