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航空用高性能7050铝合金大规格锻件

成果类型:: 发明专利,实用新型专利,新技术

发布时间: 2023-09-08 16:08:08

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 邹博尧 | 2023-09-08 16:08:08

本项目针对国家大飞机研制所急需的7050铝合金大规格锻件开展了专项攻关,围绕高强高韧7050铝合金大规格锻件工业化制造技术开展研发工作。项目突破了高纯7050大规格铸锭熔炼铸造、大规格自由锻件强变形锻造形性控制、大型复杂模锻件高效成型、大规格锻件低残余应力控制等关键技术,解决了我国大飞机等重点型号关键材料—7050大规格锻件存在的性能均匀性和稳定性差、形状尺寸精度控制难、零件机加工变形大等难题,在国内成功开发了具有自主知识产权的7050大规格锻件成套工业化制造技术,填补了国内空白。批产的7050铝合金大规格锻件已应用于多个型号战机、Y20、C919、C929、ARJ等大型飞机,涵盖8个机型80余个零部件,实现了7050铝合金锻件关键航空铝材全部国产化,产品综合性能全面达到了相关国际、国内标准要求,产品实物质量达到进口材料水平,满足了我国大飞机设计、选材、制造需求,实现了规模化装机应用,形成了国内航空用高性能7050铝合金大规格锻件的自主稳定保障能力。

(1)发展并应用了“炉内/在线精炼除气除杂-挡水板控制的DC铸造新技术-分流袋及底座适配技术”,使7050铝合金500×1320mm大型方形铸锭的铸造成型率和内部冶金质量控制合格率达到了国际先进水平,满足了以7050铝合金为代表的高性能7xxx系铝合金大规格锻件的生产需要。(2)创新开发了“方锭多向锻造-分步约束成形-同幅均匀变形”协同调控的强变形锻造形性控制技术,实现了7050铝合金大规格自由锻件形状尺寸和组织性能均匀性的精确控制。(3)针对不同构型/规格锻件变形差异性大的特点,创新开发了“全流程成形过程仿真优化与缺陷预测-锻造工艺与模具集成设计-多工序形性协同精确控制”一体化航空模锻件高效制造技术,实现了42项不同构型和规格的关键零部件的高品质制造。(4)针对大型自由锻件和异形弧面模锻件,创新开发了“专用冷压模具-变形量与送进量协同控制的分步均匀冷压缩变形”残余应力消减技术、创新开发了“局部冷压模具-精准定位冷压缩变形”残余应力消减技术;针对大型弧形模锻件,创新开发了“锻压机专用拉伸模具-整体冷拉伸变形”残余应力消减技术,实现了航空零部件零间隙、零应力装配的制造。

本项目的技术成果大部分属高强高韧铝合金变形加工材制造的共性技术,其必将在其他7xxx系、2xxx系等高强高韧铝合金变形加工材的制造生产中获得推广应用,也将为当前及未来我国新型7xxx系等高强高韧铝合金变形加工材的研制和生产提供坚实的技术支撑和保障。

此外,随着技术水平的不断提升及国民经济的迅猛发展,本研究的技术成果制造的产品将不再局限于航空航天领域结构件的制造,将会在交通运输及高端制造等更多领域得到更为广泛的推广和应用,市场潜力巨大,应用前景十分广阔。

同时,本项目的部分技术成果通过集团内部交流或人才输出已经实现了在国内大型骨干铝加工生产企业中的共享使用,将持续推进我国高性能铝合金锻件的生产能力超过2万吨/年。

本项目团队以西南铝业(集团)有限责任公司作为产业化单位,依托“7050铝合金锻件”、“7050铝合金大规格模锻件”、“飞机高强韧铝合金精密模锻件开发与产业化”、“大客机头大尺寸大弧面风挡锻件开发及产业化”等国家和省部级科技计划项目与产业化项目,针对国家大飞机研制所急需的7050铝合金大规格锻件开展了专项攻关,充分发挥人才优势,强化协同技术攻关,在高强高韧7050铝合金大规格锻件工业化制造领域取得突破性进展。项目团队在高纯7050大规格铸锭熔炼铸造、大规格自由锻件强变形锻造形性控制、大型复杂模锻件高效成型、大规格锻件低残余应力控制等工程化共性关键技术方面积累了丰富的工程经验,解决了我国大飞机等重点型号关键材料—7050大规格锻件存在的性能均匀性和稳定性差、形状尺寸精度控制难、零件机加工变形大等难题。在国内形成了具有自主知识产权的7050大规格锻件成套工业化制造技术,填补了国内空白。目前,本项目团队研制的7050大规格铝合金锻件综合性能及机加工变形控制水平全面达到了相关国际、国内标准要求,满足飞机零部件设计与制造要求,批产的7050铝合金大规格锻件已实现了规模化装机,应用于多个型号战机、

西南铝业(集团)有限责任公司在国家上级机关的大力支持下,针对国家大飞机研制所急需的7050铝合金材料开展了专项攻关,通过十多年的研制与生产,突破了超高纯净度7050大规格铸锭的制备和大规格锻件强变形锻造、复杂模锻成型、强韧化匹配热处理、低变低残余应力控制等系列关键技术,在国内成功开发了具有自主知识产权的7050大规格锻件成套工业化制造技术,形成了国内高性能7050铝合金大规格锻件稳定的批量保供能力。所研制的材料综合性能及机加工变形控制水平全面达到了相关国际国内标准要求,达到了同类进口材料的实物水平,满足飞机零部件设计与制造要求,实现了规模化装机应用,填补了国内空白,从而创造了巨大的社会效益。

此外,本项目生产7050铝合金系列锻件已满足了国家重点型号工程研制进程,完成了多个型号战机、Y20、C919、C929 、ARJ 等大型飞机用7050锻件共47新产品研发试制,涵盖8个机型79个零部件,其中自由锻件24项、模锻件55项,确保了高性能7050航空铝合金锻件的国内自主保障,彻底扭转了项目研制初期国内急需材料全部依赖进口的被动局面,社会和军事意义重大。西南铝自2010年至今,已累计供货7050锻件11130件、6256吨,产值超10亿元,创效3亿元,经济效益显著。

项目拟以技术合作、技术入股、许可使用、技术服务等方式与相关企业、服务机构合作,合作内容包括但不限于以下内容:

1、应用本成果相关技术、专利进行后续试验、开发、应用、推广直至形成新产品、新工艺、新材料,发展新产业等合作;

2、本成果相关发明专利、实用新型专利的许可使用;

3、结合本成果相关技术、发明进行相关产品开发的技术服务。