航空產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、材料和制造技術(shù)三者相輔相成,互相促進(jìn)、互相制約。
一代飛機(jī)及其發(fā)動(dòng)機(jī)的更新,總伴隨著新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝的重大突破。熱加工技術(shù)的更新?lián)Q代,必將促進(jìn)航空產(chǎn)品性能和結(jié)構(gòu)的重大改變。
熱加工技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)主體技術(shù)的重要組成部分,是保證航空產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)技術(shù)。在航空工業(yè)中的作用可歸納如下:
(1)顯著提高航空產(chǎn)品性能。在過(guò)去的30年中,渦輪進(jìn)口溫度提高了450℃,其中70%是由于采用了精鑄空心葉片獲得的,這兩項(xiàng)技術(shù)已成為決定高推重比發(fā)動(dòng)機(jī)所能達(dá)到最高性能水平的關(guān)鍵技術(shù)。
(2)大幅度減輕航空產(chǎn)品重量,降低制造成本。國(guó)內(nèi)外許多實(shí)例證明,采用先進(jìn)熱加工技術(shù)制造大型精密鍛、鑄件可減輕重量20%和降低成本30%左右,同時(shí),還為設(shè)計(jì)人員提供了設(shè)計(jì)的靈活性。
(3)提高航空產(chǎn)品使用壽命和可靠性。例如,采取多向模鍛、真空熱處理、表面鍍鎘鈦和噴丸及孔擠壓強(qiáng)化處理等先進(jìn)熱工藝制造起落架零件,可使起落架與飛機(jī)同壽命,一個(gè)起落架可代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝生產(chǎn)的幾個(gè)起落架使用。
目前,國(guó)外已能大批量生產(chǎn)葉身無(wú)余量的各種尺寸的葉片精鍛件和定向及單晶合金空心葉片精鑄件,美國(guó)Howmet公司一家已生產(chǎn)100多種100多萬(wàn)件精鑄單晶葉片;已批量生產(chǎn)投影面積1.2~3.5m2的各種材料的大型模鍛件,并已研制成功投影面積5.16m2的鈦合金模鍛件;已批量生產(chǎn)直徑1300mm、壁厚1~2mm(最薄0.5mm)的鈦合金精鑄機(jī)匣,并正在研制尺寸達(dá)2000mm的精鑄件。
我國(guó)已能小批量生產(chǎn)中小型鈦合金葉片精鍛件和定向空心葉片精鑄件,并已研制成功單晶合金葉片精鑄件;已研制出直徑570mm的鈦合金機(jī)匣鑄件和投影面積小于1m2的模鍛件。這一狀況,不但與國(guó)際先進(jìn)水平的差距甚大,而且與我國(guó)在新世紀(jì)研制和生產(chǎn)先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)、先進(jìn)民機(jī)及其高推比發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)載設(shè)備對(duì)熱加工技術(shù)的需求相比,其差距也很大。因此,需要制定規(guī)劃、明確目標(biāo),集中力量攻克新機(jī)研制和生產(chǎn)急需的關(guān)鍵熱加工技術(shù)。本文針對(duì)這一現(xiàn)狀,對(duì)新世紀(jì)的我國(guó)航空熱加工關(guān)鍵技術(shù)作一展望。
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