航空工业沈飞引领“超塑”发展

来源:中国航空报

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关键词:航空工业 飞行器 加工零件

    把性质不同的金属材料放到精确制作的模具中,设定好温度及数值,放入专业的设备中,耐心地等待着结果与数据,这就是航空工业沈飞工艺研究所钣金专业团队的日常工作。别看他们的名字是钣金专业团队,他们负责研究攻关的超速成型技术可是沈飞的“优势项目”。自20世纪90年代开展应用研究以来,沈飞通过自身的积累与实践,结合公司型号生产任务,在钛合金超塑成形/扩散连接技术的研究与应用上取得了大量成果,始终处于国内领先水平。团队始终秉承“创新是驱动引领发展的第一动力”这一理念,不断开拓领域,改进技术,保持着沈飞在超塑成型技术上的领先地位。


    超塑成形/扩散连接(SPF/DB)技术是利用某些材料在某一特定温度区间内,同时具备超塑性和扩散连接性的特点,在一次热循环中完成超塑成形和扩散连接,从而制造出带有空心夹层整体结构的一种成形方法。由于采用超塑成形/扩散连接制造的整体结构具有成形性好、设计自由度大、成形精确、无残余应力、零件数量少等优点,在减轻飞行器结构重量、降低生产成本等方面显示出极大的优越性。这使其成为一种推动现代航空航天结构设计概念发展和突破传统钣金成形方法的先进制造技术,该技术的发展应用水平已成为衡量一个国家航空生产能力和发展潜力的标志。


    沈飞工艺研究所钣金专业团队由沈飞工艺研究所、技术办和21厂组建而成,主要针对钣金工艺开展生产试验。目前团队成员10余人,以青年技术员为主,并有经验丰富的年长工艺员指导,他们发挥各自优势,通力协作,始终保持着创造力和严谨负责的务实精神。团队不但保持了沈飞在这一领域的传统优势,还推动了钛合金超塑成形/扩散连接技术的发展,提升了沈飞的整体技术水平和核心竞争力。团队成员在型号生产任务中真抓实干,刻苦攻坚,出色完成了多项难加工零件的生产制造,以高标准、高质量的零件保证了生产节点;团队根据公司建立标准体系的要求,结合实际生产情况,放眼于新一代产品制造要求,与设计部门、生产单位协调沟通,为了更好指导生产,新编、修订了多份集团、公司标准;团队着眼于新材料、新技术的预研及推广应用,承担、完成了多项国家级、公司级课题和攻关任务,充实了公司的技术储备,提高了公司的技术领先性,为设计部门提供更多设计依据。


    目前这项技术已成为沈飞解决生产实际问题的最佳突破口,团队在多种产品生产任务及公司重大课题中承担了大量难加工零件的研制任务。随着航空工业的快速发展,大推重比和大马赫数飞行的飞机成为设计主流,但会导致飞机尾部、发动机尾喷管附近温度升高,附近区域零件承受的工作温度增高,在这种情况下,传统的钛合金材料无法满足设计生产需求。为此,技术团队开展了针对新型高温钛合金材料的超塑成形/扩散连接技术研究试验,为设计部门提供了可靠的实验结果,也为生产单位提供了制造依据。团队的研究成果推动了飞机设计理念的优化改革,在未来的设计中,将逐步采用新型高温钛合金材料,提升零部件的性能。而针对部分尺寸较大、外形复杂、曲率变化大的零件,为防止零件成形质量不好、交付率低等问题的出现,技术团队认真分析零件特征,采用分体铸造后组合焊接的模具形式,保证模具的型面质量。同时通过有限元仿真技术对成形过程进行工艺仿真,调整模具型面角度,改善成形时材料的流动,最终成形出质量良好的零件,并将此方法推广到同类产品对称零件的生产制造中,有力保障了产品的顺利交付。


    技术的广泛应用并没有让团队成员停下革新的脚步,反而激起了他们扩大研究领域的决心。他们积极开展行业内的交流活动,对国内外相关技术课题进行学习讨论,实时更新自己的知识库和眼界。目前,他们正在对大型整体结构超塑成形/扩散连接、复杂多层结构超塑成形/扩散连接、铝合金超塑成形、铝锂合金超塑成形等新结构、新材料的连接成型技术开展全方位的研究攻关。为了帮助技术团队实现一个个目标,沈飞采购了专业设备为其保驾护航,其中一台设备是目前国内最大的超塑成型设备,能够为团队提供最准确的数据和试验要求。


    创新之路任重而道远,对于这些行业翘楚来说,既要有保持领先的能力,又要有着眼未来的勇气。对此,团队成员们始终充满着信心。


    (审核编辑: 智汇小新)