首件C919缘条精密钛合金锻造者,用技能报国,用匠心筑梦

材料加工&成型 2023-05-06
2337 字丨阅读本文需 7 分钟

今年中国青年五四奖章的获得者是一位大国重器——8万吨模锻压力机的首位操作员,想当初8万吨模锻压力机的问世一举打破了苏联记录今年4月24日由他成功锻造首件C919缘条精密钛合金锻件,他就是——叶林伟。

为什么说成功锻造C919缘条精密钛合金锻件影响很大,这就要先来了解一下C919的钛合金。

C919上的钛合金

C919作为中国首款自主研发的大飞机,是值得我们国人骄傲的。

要知道,中国制造已经不仅仅代表普通制造,而是朝着高端制造稳步迈进。如果说此前的中国制造,存在大而不强的弱点。那么随着C919问世,并且取得适航证之后,意味着中国制造距离彻底摘掉,无法制造高端产品的帽子越来越近。

先不管它的零件是不是大多数从采购国外的,但有一点就可以吊打国外。

那就是C919飞机上的钛合金用量,C919机身材料采用了大量的钛合金,机身结构重量比例达到9.3%,这一数据远超同级别竞品。毕竟波音737的钛合金使用量只有4%,而空客的A320只有4.5%。

而且这次完全是纯国产化的钛合金材料,让我们看到了国产大飞机背后中国制造的强大实力。

钛与钛合金哪个更好?

钛的优点太多了,不仅质量轻强度又高,而且还耐高温。纯钛是一种银白色金属,通常含钛量在99%以上,其余为一些杂质。

而钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金,如铝、镍、铬、铜等。通过这些元素的加持,最终能获得更高的强度、耐蚀性和抗高温性能。

这么看来,钛合金确实比纯钛好,因此也被各种飞行器所采用。

为何要将钛安装在C919的机身上?

除了能提升机身的坚固程度,同时也具备极强的耐腐蚀、抗高温的能力。再加上中国的海绵钛和钛材的产量,早已领先全球,自然不需要为钛原料而担忧。因此,在C919的前机身压板、机头蒙皮、吊挂、中央翼缘条、尾翼接头、机翼滑轨等关键零部件,均使用了钛合金。这样做的好处是,C919在减负的同时,也能拥有良好的节能效果,说白了就是油耗更低。

这也就不难理解,为何当初美国决定斥资3亿美元,也要使用钛合金替代铝合金,最终让波音787的钛合金使用率达到15%。

我国打破苏联记录的8万吨液压机

当然了,那么多钛合金的锻件,自然离不开制造他们的机器。

比如一个用于C919的钛合金锻件接头,重量就为600公斤。为了制造类似的锻件,中国建设了世界上压力最大的8万吨液压机,一举打破了苏联7.5万吨模锻液压机保持51年的世界纪录。

通过这玩意的热模锻造以及等温超塑性成形,可以制造出精度更高的锻造件,给C919钛合金组件在强度方面带来了保险。

8万吨级模锻液压机到底有多牛?就这么说吧,它的巨大压制能力,相当于把8000辆10吨载重卡车,压在一张书桌大小的面积上。

关于我国工匠叶林伟

叶林伟正是大国重器——8万吨模锻压力机的首位操作员,也是今年中国青年五四奖章的获得者。4月24日,他锻造了件C919缘条精密钛合金锻件。

他现任中国二重万航模锻有限责任公司模锻工、班组长。作为世界最大8万吨模锻压力机的首位中国操作者,先后成功压制出某型号先进战机整体框、某型重型燃机用高温合金透平锻件、C919大飞机主起外筒和机身框梁结构件等代表我国最高水平的大型高端航空模锻件。

首件C919缘条精密钛合金锻件的背后奥秘

8万吨模锻压力机是世界最高等级的超大型模锻压力机,在大飞机核心部件等高端大型模锻件的制造过程中,动力强劲的它可以一锻成型,有效保证产品外在尺寸完整性和内在性能稳定性。通过这个“大国重器”,我国成功攻克了多个领域的关键核心部件“卡脖子”问题。

首件C919缘条精密钛合金锻件,如果锻造成功将意味着我国大飞机精密件的制造再次实现突破。但要实现这个突破,对操作手的要求也极高。

国机集团中国二重万航模锻C919航空模锻件项目总师罗恒军:“因为精细化设计了,必须把欠压尺寸控制在2毫米以内。直接坯料出来,一火成型,只给你一次机会,没有反复的机会,比以前要求高多了。”

突破自我,承担高难度任务,对叶林伟来说已经不是第一次。国家领导人曾指出,真正的大国重器,一定要掌握在自己手里。2013年,由我国自主设计、制造、安装的8万吨模锻压力机投入运行。这种大国重器实现了自主制造,当然也要自主操作。

但这台前所未有的“机器巨人”高达42米,相当于15层楼房的高度,总重量达2.2万吨,如何精确操控这个庞然大物,对当时的叶林伟和同事们来说几乎一片空白。

8万吨模锻压力机的操作,需要操作手通过变化手柄倾斜角度,控制液压系统的阀门开口,让60台油泵驱使着300吨液压油,在10公里长的管路里流动,推动5个巨大液压油缸,瞬间产生高达8万吨的压力。排山倒海的力量,必须有精准精细的控制才能保证高端精密模锻件的成型。

必须尽快发挥大国重器的作用,牢记嘱托,走技能报国之路,叶林伟白天操作,晚上看原理图,经过一年多夜以继日的练习,凭借着自己的沉稳和专注,练就了“绝技”。

这是一次工匠技能大挑战的现场,为了测试叶林伟操作的精准度,考官要求他操作着8万吨模锻压机去压生鸡蛋,目标是蛋壳破裂,但膜不破。

国机集团中国二重万航模锻8万吨模锻压力机模锻工叶林伟:“一个鸡蛋和它破损的临界点就一毫米,如果你停不下来,鸡蛋里面的膜就破了,这就是毫厘之间的掌控。”

正负误差保持在1毫米,正是凭借着这个非凡的精准操作技能,叶林伟带领团队先后成功锻造出C919起落架关键部件“主起落架外筒”等各种结构复杂的核心大型部件,填补了多个国内空白。

4月24日,新的考验终于来临。首件C919缘条精密钛合金锻件的生产,正式进入了倒计时。

俗话说趁热打铁,此次生产前的模拟计算数据显示,坯料出炉后,时间每过1秒钟,温度就会下降2度左右,而要实现精确一锻成型,此次C919缘条精密钛合金锻件的生产,温度损失必须控制在100度以内。也就意味着包括锻件夹取,转运、定位、锻造等整个操作流程,必须精准控制在50秒以内完成,对精度和速度的挑战前所未有。

坯料定位,按下按键、锻压完成,6秒钟内,叶林伟再次实现了突破。50秒内,首件C919缘条精密钛合金锻件成功完成。

叶林伟是无数奋战在一线的青年技能人才的代表。目前,我国有超过2亿技能人才活跃在各行各业,其中有不少是青年技术工人。国家领导人指出,技术工人是支持中国制造、中国创造的重要基础,并且多次强调要激励广大青年走技能成才、技能报国之路。

文章来源: ZG君明观世界,央视网,52赫兹实验室

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