“龙腾力量”-浅析我国大型模锻压机研制情况
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大型锻造操作机的进展作者:锻造操作机点击率:508 大型锻造操作机属于当前世界最大的多自由度重载机器人,(锻造操作机:)属于机、电、液高度一体化的复杂装备,它是万吨锻造压机的重要配套设备,也是国家经济建设急需的重大机械装备之一。
并且,大型锻件制造业是装备制造业的基础行业,是关系到国家安全和国家经济命脉的战略性行业,其发展水平是衡量国家综合国力的重要标志。
一、大型锻造操作机的发展历史锻造操作机最早出现在美国和原苏联,而后在日本、英国、奥地利等国发展起来,并成为系列化产品进入工业性生产。
最初的操作机多为全机械传动, 60、70年代出现了混合传动和全液压传动、结构紧凑、操作灵活的锻造操作机。
到了80年代,各国对锻造操作机的设计、制造、技术改造方面又有了更高的要求,不断改进结构及生产工艺,促进了锻压技术的发展。
特别是锻造操作机的需求量不断增加,引起了国内外大、中型企业对锻造操作机在生产中作用的重视。
90年代中期,国外大型锻造操作机技术已经成熟,大型操作机与30000kN自由锻造水压机联动操作,不断提高了水压机生产能力。
我国锻造操作机起步于60年代,开始只能由某些工厂自己制造有轨操作机。
90年代初期,我国自行设计制造的100kN锻造操作机于1992年5月在太原试制成功,其主要技术性能已达到世界80年代水平,能替代同类进口产品。
至今,我国自主研发投产的全液压锻造操作机最大夹持能力也只有500kN。
世界上装备的万吨级自由锻造压机近30台,最大的模锻水压机载荷能力高达7.5万吨,最大的六自由度锻造操作机操作力矩达7500kN·m,最大承载能力高达2500kN。
目前,我国已具备了万吨级锻压装备的设计与制造能力,如中国一重自主设计、自主制造的世界上最先进的150MN自由锻造水压机,2006年末已经投产使用,但与之配套的大型锻造操作机仍在研发当中。
二、大型锻造操作机的研究现状国内外大型锻造操作机的研究现状锻造操作机作为进行锻造工艺的重要设备,众多国外公司对其进行了系统化研究,目前,德国DDS公司、韩国HBE PRESS公司以及捷克ZDAS公司的锻造操作机的制造水平处在世界前列。
国产大压机发展现状及未来趋势分析中国作为世界上最大的制造业大国之一,拥有众多国产大型设备,其中包括大压机。
大压机作为一种重要的工业机械设备,广泛应用于冶金、建材、机械、船舶等领域。
本文将从国产大压机的发展现状入手,分析其未来的趋势。
首先,国产大压机的发展现状可总结为技术不断更新、品质不断提升、市场竞争日益激烈。
随着科技的进步,国产大压机在技术上取得了长足的进步。
在结构设计上,通过借鉴国际先进技术和经验,国产大压机的结构更加合理、稳定性更高。
在控制系统上,采用先进的电气控制技术,使国产大压机的自动化程度和控制精度大大提高,实现了更高效、更精确的操作。
在材料选择上,国产大压机采用了先进的材料,提高了设备的耐用性和寿命。
在制造工艺上,国产大压机加强了质量管理体系,严把工艺关,确保产品的品质稳定和一致性。
其次,国产大压机的品质提升是其发展的关键因素之一。
过去,国内大压机的品质水平相对较低,往往需要从国外进口设备。
然而,在政府支持和企业自主创新的推动下,国产大压机的品质不断提升。
国内企业加大了研发投入,引进了国际上先进的检测设备和技术,严格遵循国际标准,提高了产品质量。
同时,国内企业还注重售后服务,提供更完善的技术支持和维修保养,满足用户的需求。
然而,国产大压机市场竞争日益激烈。
国内外企业纷纷进入市场,竞争压力不断增加。
国内企业面临着来自国外品牌的竞争,这些品牌在技术和品质上有一定优势。
此外,国内市场的需求也在发生变化,用户对大压机的要求越来越高,如更高的压力、更大的制造尺寸、更低的噪音等。
因此,国产大压机企业需要不断创新,提高产品的技术含量和品质水平,以适应市场需求。
未来,国产大压机的发展趋势将呈现出以下几个方面。
首先,技术创新将成为关键。
随着科技的不断进步,国产大压机的技术将不断更新。
比如,采用更先进的材料,使设备更轻、更强;应用更智能化的控制系统,提高整机的自动化程度和生产效率。
其次,环保和节能将成为重要方向。
大型锻件-行业深度解析根据中国锻压协会对大型铸锻件的定义,大型锻件是指通过1000吨以上液压机、5吨以上自由锻锤锻造生产的自由锻件及由6000吨以上热模锻设备、10吨以上模锻锤生产的锻件。
产品综合性能要求高、工艺复杂、多为特殊定制,主要用于制造重大装备的关键和重要部件,如汽轮机主轴和转子、船用锻件和冶金轧辊等。
目录1 大型锻件行业定义及分类1. 1.1 大型锻件行业定义2. 1.2 大型锻件产品分类2 大型锻件行业政策环境分析1. 2.1 大型锻件行业管理体制2. 2.2 大型锻件相关发展规划3 大型锻件行业发展状况分析4 大型锻件行业国内领先企业5 大型锻件行业五力竞争模型分析1. 5.1 行业内部竞争格局分析2. 5.2 行业对上游议价能力分析3. 5.3 行业对下游议价能力分析4. 5.4 行业新进入者威胁分析5. 5.5 行业替代威胁分析大型锻件行业定义及分类大型锻件行业定义根据中国锻压协会对大型铸锻件的定义,大型锻件是指通过1000吨以上液压机、5吨以上自由锻锤锻造生产的自由锻件及由6000吨以上热模锻设备、10吨以上模锻锤生产的锻件。
产品综合性能要求高、工艺复杂、多为特殊定制,主要用于制造重大装备的关键和重要部件,如汽轮机主轴和转子、船用锻件和冶金轧辊等。
大型锻件分为大型模锻件、大型自由锻件、环件和大口径厚壁无缝管件。
使用1000吨以上自由锻液压机或3吨以上自由锻锤生产的自由锻件为大型自由锻件。
6000吨以上模锻压力机、8000吨以上模锻液压机或10吨以上模锻锤生产的模锻件为大型模锻件。
大型锻件对内部质量要求严格,生产技术难度较大。
大型锻件行业是将废钢、生铁及合金材料通过熔炼、锻造、热处理、机械加工工序将其制成与相关产业配套的关键重要部件产品的制造行业。
大型锻件产品分类大型锻件在重型机械设备,冶金业中的轧钢设备,电力工业中的发电设备,兵器与航空航天工业,石油、化工、舰船制造、机车车辆等装备中广泛使用。
我国锻造液压机的现状及发展我国锻造液压机的发展是从对原有国外产品的修复及仿制,到独立研发的过程,并在大学开设了锻压专业。
现在我国已成为设计、生产锻造液压机的大国之一。
从1956年起,我国技术人员开始了从学习、仿制到独立研发锻造液压机一部分大学开设了锻压专业,许多教授针对锻造工艺和设备从理论上进行了深入地研究并发表了一系列专门著作,并培养了大量的锻压专业人材。
国家在此期间建立了多种锻压工艺设备研究所,作了大量的研究开发工作.先后研制成功一系列的锻造液压机。
1975年,在当时第一机械工业部重型局组织下,编制了水压机零部件国家标准。
我国在20世纪70年代还向罗马尼亚出口了一系列锻造液压机。
20世纪60年代,太原重型机器厂和沈阳重型机器厂为马鞍山钢铁厂研制成功了车轮和轮箍生产线。
在线成形设备中,有30MN及80MN的模锻液压机。
20世纪60年代以后,我国又研制成功一批模锻液压机,其中第一重型机器厂研制成功300MN级的模锻液压机,第二重型机器厂也研制成功100MN级的多向模锻液压机。
20世纪70年代,世界上兴起了一股研制快锻液压机的高潮。
我国西安重型机械研究所、兰州石油化工机械厂也在此期间研制生产了快锻液压机。
20世纪80年代后期,随着市场经济的不断发展,江苏、浙江、山东等地的一些乡镇企业和一批民营企业逐渐开办了一些中型和大型的锻造工厂,装备了一系列的液压机和油压机。
现在60MN级的液压机已经落户民营企业。
这些新崛起的企业已经占据了全国的锻件市场的相当份额.而且还在不断地发展。
1.国内锻造液压机的技术现状到目前为止,全国生产大锻件的主力设备仍然是20世纪50年代至70年代生产的锻造液压机。
这些锻造液压机可分为以下两大类: (1传统结构主机为三梁四柱上动式,传动形式大多为水泵蓄势器传动,操纵形式为“接力器”式控制的“提阀分配器”。
锻造的配套设备主要是锻造行车加翻料机,有一些用上了自制的锻造操作机。
这类液压机结构简单,元器件国产化程度高,故障率低,具有一般故障自动排除功能。
阐述现代重型模锻液压机的关键技术重型模锻液压机通常情况下指的是100MN以上的基本吨位,主要应用领域为电力、船舶、航空航天行业。
重型模锻液压机是我国大型锻件在模锻过程中的重要设备,由于我国在重型模锻液压机技术方面发展较晚,过去很长时间内,其严重制约我国相关行业的发展,但是就现阶段而言,我国成为世界拥有最多数量、最大吨位重型模锻锻压设备的国家,我国在重型模锻液压机的应用和实践方面已经达到先进的水平。
以下我们主要针对重型模锻液压机的关键技术进行分析。
1 重型模锻液压机的关键技术由于重型模锻液压机具有相当大的负载,造成其在设计的过程中对于设计的强度和刚度具有严格的要求,因此使重型模锻液压机设备的制造具有很大的困难,在一定程度上限制了其数量。
在20世纪60年代,传统的重型模锻液压机属于泵-蓄势器传动水压机,这种设备一直处于恒压的情况下进行运动,这种工作模式的工作速度受到锻件变形抗力的影响;而现阶段生产的重型模锻液压机基本上处于恒流量传动模式,并将超高压技术融入其中,使得在锻造过程中,其精度和效率得到了显著的提高,超高压技术决定了重型模锻液压机的基本特征。
电力、船舶、航空航天行业都需要高强度的合金和高温合金的高技术含量的器材,其在锻造过程中单位面积的模具压力比高达2000MPa,为了达到这种单位面积的模具压力比,最有效的方法是提高液压压力,只有这样才能最大限度地提高压机压力,或者是采取超高压技术,采用此种技术的效果是在较小的单位面积上能够实现更高的压制强度。
现代化的重型模锻液压机主要是以大型超高压工作模式,提高单位面积的模具压力比,从而减少结构的整体种类和缩减相应架构的尺寸,进而减少制造成本。
在此前提上,必须要解决压缸结构问题和其间隙密封性问题。
1.1 压缸结构问题重型模锻液压机的压缸是整个液压机的中枢神经,重型模锻液压机压缸的基本强度直接关系到整个模锻液压机的有效使用。
在小型和中型模锻液压机设计过程中一般采用非预应力结构,这种结构在设计过程中一般不适用于重型模锻液压机压缸设计,主要是因为普通压缸在运行过程中由于其压力有限造成整体缸底和缸筒位置处结构发生的变化不大,处于可控制范围内,但是对于重型模锻液压机压缸设计而言,其巨大的压力使得缸底和缸筒位置处结构形变较大,严重地影响整体运行,容易发生缸底裂痕,主要是由于应力集中导致。
世界最大模锻液压机——中国二重集团8万吨级模锻油压机2012年12月11日,由我国自主设计研制的世界最大模锻液压机,在四川德阳中国第二重型机械集团进入调试阶段,预计2013年1月投产。
这台8万吨级模锻液压机,地上高27米、地下15米,总高42米,设备总重20500吨。
巨型模锻液压机,是象征重工业实力的国宝级战略装备,世界上能研制的国家屈指可数。
目前世界上拥有4万吨级以上模锻压机的国家,只有中国、美国、俄国和法国。
其中美国在1955年前后建造了两台当时世界最大的4.5万吨模锻水压机,一直用到现在。
2001年,美国加州舒尔茨(Shultz)钢厂,又建造了一台4万吨级模锻压机。
苏联在1961年前后建造了两台7.5万吨级的巨型模锻水压机。
法国在1976年向苏联购买了一台6.5万吨级模锻水压机,又在2005年与德国合作研制了一台4万吨级模锻压机。
中国在1973年建成第一台3万吨级模锻压机后,停滞了将近40年。
直至近两年爆发式地研制了多台巨型压机。
仅在2012年建成的就有3万吨(昆仑重工)、4万吨(三角航空)、8万吨(德阳二重)模锻压机各一台。
其中8万吨级压机,一举打破了前苏联保持了51年的世界纪录。
模锻压机主要用于制造航空、航天、核电、石化等领域的高强度钛/铝合金锻件。
如美国F15、F16、F22、F35战斗机的钛/铝合金机身框架、起落架、发动机涡轮盘;美国波音747-787客机的钛合金起落架构件;俄国苏27、苏33、T50战斗机的钛合金结构件;欧洲空客A320-380客机的钛合金结构件;乌克兰GT25000舰用燃气轮机直径1.2米涡轮盘等,都需要用上述巨型压机模锻成型。
其中美国波音747客机的主起落架传动横梁,采用TI-6Al-4V钛合金,锻件长6.20米,宽0.95米,投影面积4.06平方米,重达1545公斤。
美国F-22战斗机的后机身发动机舱,采用Ti-6Al-4V整体隔框闭式模锻件,长3.8米,宽1.7米,投影面积5.16平方米,重达1590公斤,由威曼高登公司采用4.5万吨级模锻压机制造。
浅谈我国锻造液压机的发展过程和发展趋势作者:郑庆明来源:《科学与财富》2016年第15期摘要:本文全面分析了锻造液压机的特征,探讨了其整个发展和演变的过程,阐述了当前技术发展的现状,探讨了锻造液压机在我国未来的发展趋势,需要正视锻造液压机发展所面临的机遇与挑战。
关键词:锻造液压机;发展过程;发展趋势前言:对于锻造液压机而言,发展于20世纪50年代,是锻压设备的一种,主要借助液体压力实现对能量的传达,整个操作过程都是由液压实现控制,隶属于锻造设备。
这种设备与机械压力相比,在压力和速度方面能够进行无极调整,应用的范围更加广阔,能够实现任意位置输出的功能,实现对功率的全部输出,将压力控制在所需的范围之内,整个结构在布局方面彰显灵活性,各个操作部位所执行的动作都能够在便利的条件下实现密切配合,达到设计标准和操作需求。
与此同时,液压元件自身通用性较强,选择的条件是标准化,在设计和生产制造方面彰显便捷性和简单性。
这种设备自动化程度加高,能够实现多次数和周期的锻造,在规格是尺寸上进行精确的控制,在铁路、钢铁、航空等行业中应用广泛,尤其是在有色和黑色金属的自由锻造方面应用范围更加突出,同时,对于温蒂要求较窄的高合金材料的锻造也适用。
在当前的锻造设备发展中,自由锻造被认定是未来的发展趋势和方向,使得世界各个工业大国都下大力度进行研发,尤其是随着液压技术和微电子技术的不同进步,这种发展趋势更加明显和突出。
对于锻造液压机而言,其在生产效率方面的优势十分突出,能够较好地实现节能效果,锻造能力较强,能够完成高品质的锻件,与常规的锻锤和锻造水压相比较,生产能力更强,为锻件产品的质量提供了保障。
这在一定程度上减少了对操作人员的需求,振动幅度不大,噪声不明显,自动化程度较高,对锻造现场的环境、劳动力强度等都进行了改善,是比较有发展、理想的锻造设备,是新一代的锻造设备类型。
1 对锻造液压机的概述1.1 液压锻造机的主要构成对于锻造液压机而言,主要包含几个部分,首先是本体部分,其在整个机器构造中数据压制锻件的主要构成,是重视的执行机构,其次,是液压系统,应用在驱动主机之中。
世界第一?8万吨模锻机启动世界第一 8万吨模锻机启动(2012-12-16 13:08:42)转载▼标签:厚度左右压力分类:新闻时评机器厂第一次杂谈世界第一 8万吨模锻机启动今年可谓中国大型模锻压机研制和装备的关键年。
由中国二重自主设计制造的8万吨大型模锻压机创下多项世界纪录,预计下月就将进入正式生产阶段。
今年3月31日,由中国中冶所属中国二十二冶集团有限公司承包制造、清华大学机械工程系设计的西安三角航空科技有限责任公司4万吨航空模锻液压机一次性热试成功。
大型模锻压机是以军事需求为主、军民兼用的多功能重型模锻压机,同时也机械制造行业中的关键设备,是衡量一个国家制造水平和能力的重要标志之一,尤其是对于锻造能力超过10万吨的机械设备更是如此。
有人把大型模锻压机的工作原理形象地比喻为揉面机,只不过揉的是钢铁,而且像“压月饼”一样精密。
它是生产大型锻件特别是大型航空锻件的必备装备。
在8万吨模锻压机诞生之前,我国还没有4万吨级以上的大型模锻压机,此前世界上拥有4万吨级以上大型模锻压机的国家只有美、俄、法3国,最高吨级为7.5万吨。
中国二重制造的世界最大模锻压机二重制造的世界最大8万吨模锻压机进入精调阶段几天前,获2010年度国家最高科学技术奖的两院院士师昌绪,向中国第二重型机械集团公司发来专电,密切关注一座“大压机”的进展。
“大压机”确实大——地上27米、地下15米,机身总高42米,相当于十几层楼房的高度。
12月11日,由我国自主设计、研发、安装、使用的世界“重装之王”8万吨大型模锻压机在四川德阳中国二重已进入精调阶段,目前已试验生产出10余种可应用于航空航天等重要领域的大型模锻件。
预计明年1月,这台被誉为“挑战当今人类机械工程极限制造能力”的巨型机器将进入正式生产阶段。
这台机器创下了多项“世界第一”,还牵引出众多巨大的产业机遇。
8万吨模锻压机项目的常务副总指挥、中国二重副总工程师陈晓慈表示,由大压机带来的航空模锻件机械加工等后续产业必将辐射出去,形成全新航空构件机械加工产业集群,四川的航空航天产业链条将因此而更加完整。
中国重型压力机中国目前最大的30000吨级模锻液压机,位于重庆市西南铝业集团有限公司,于1971年制造。
稍有机械制造知识的人都知道,大型模锻液压机是机械制造业不可或缺的重要装备,也是一个国家科技水平、综合国力的重要标志,更是维护国家安全的战略装备。
大型模锻液压机是发展航空、航天工业必不可少的装备外,其他重要工业部门也需要大型锻件,如燃气轮机用大型轮盘锻件、烟气轮机用大型轮盘锻件、各类发动机叶片、大型船用模锻件、电站用大型模锻件、压力容器锻件,以及其他类型民用品模锻件的生产,都离不开大压机。
国产10万吨级锻压机落户苏州昆山2008年10月16日下午,与中国大飞机工程配套的大型模锻液压机项目——苏州昆仑先进制造技术装备有限公司正式落户江苏昆山周市镇。
该公司将联合清华大学等机构,整合各方资源,设计制造世界最大的10万吨大型模锻液压机,这一项目将改变世界航天航空业大型锻件生产格局。
据了解,苏州昆仑先进制造技术装备有限公司由市国科创投、爱博创投、启迪科技和清华大学颜永年教授等发起设立。
清华大学机械工程系长期从事装备制造技术研发,经过30多年的努力,以颜永年教授为带头人的研发团队,在大型模锻液压机的整体结构和技术方面取得了重大突破,研究成功了具有自主知识产权的预应力钢丝缠绕剖分/坎合技术等核心技术,已达到国际先进水平。
苏州昆仑先进制造技术装备有限公司将采用颜永年教授上述核心技术,从事重型机械装备的设计与制造。
到目前为止,世界范围内拥有4万吨级以上模锻液压机生产能力的国家只有美、俄、法3国。
颜永年教授研发的预应力钢丝缠绕剖分/坎合技术等核心技术,不仅是重型机械装备包括大型模锻液压机的核心技术,应用该项技术还成功设计了国家大型飞机自主研制所急需的8万吨模锻液压机等重大装备,使我国成为第四个具备4万吨级以上模锻压机生产能力的国家。
在昆山建设实施的10万吨大型模锻液压机项目,将是世界最大的模锻液压机,将极大提升我国航空关键零部件的制造能力,使我国大型航空锻件的生产水平得到质的提升,并将改变世界航空大型锻件生产格局。
“龙腾力量”-浅析我国大型模锻压机研制情况今年3月上旬,中国“大飞机”项目的关键设备——目前世界上最大的八万吨大型模锻压机已进入主体设备安装阶段。
3月31日,由中国中冶所属中国二十二冶集团有限公司承包制造、清华大学机械工程系设计的西安三角航空科技有限责任公司400MN航空模锻液压机一次性热试成功。
今年可谓是中国大型模锻压机研制和装备的关键年。
大型模锻压机是以军事需求为主、军民兼用的多功能重型模锻压机,同时也机械制造行业中的关键设备,是衡量一个国家制造水平和能力的重要标志之一,尤其是对于锻造能力超过100MN的机械设备更是如此。
大型模锻压机主要用于钛合金、铝合金、粉末合金、高温合金等难变形材料进行热模锻和等温超塑成形等。
它的锻造特点是在足够长的保压时间内,采用较大的工作压力作用和较慢的变形速度实现变形材料致密度的改善,锻件的综合性能由于变性材料晶粒的细化而提高,整个锻件均匀变形,从而经过等温锻造和超塑性变形这些难变形材料和复杂结构的锻件能够满足产品设计的要求,达到机械加工量少或者近净型目标。
大型模锻液压机可以生产包括航空航天、燃气、烟气轮机锻件,大型船用模锻件产品,电站用大型模锻件,核电、压力容器锻件及其他类型民品模锻件。
世界各国和我国模锻压机的发展1795年,英国的J.布拉默应用帕斯卡原理发明了水压机,用于打包、榨植物油等。
到19世纪中期,英国开始把水压机用于锻造,水压机逐渐取代了超大型蒸汽锻锤。
直到1893年英国建造了当时最大的120MN的锻造水压机,主要用来锻造大的钢锭。
到19世纪末,美国制成126MN自由锻造水压机。
19世纪末20世纪初,现代化工业发展迅猛,锻造液压机和模锻液压机迅速发展,德国在二战期间建造了三台15OMN的锻造水压机和一台300MN的大型模锻水压机。
1955年左右,至1955年,美国己先后建成了100MN和162MN模锻水压机各一台,315MN和450MN模锻水压机各二台,苏联也在1959年后陆续建成300MN模锻水压机三台和75OMN模锻水压机二台,法国于1976年从苏联引进了一台650MN多向模锻水压机。
截至20世纪末,全世界共有万吨以上模锻水压机30余台,美、苏各有10余台,约占总台数和总吨位的70%左右。
我国8万吨模锻液压机结构图在我国,重型模锻液压机的建造始于20世纪60年代末,中国第一重型机器厂为西南铝加工厂制造了一台300MN模锻水压机。
其后,国家又进行了650MN多向模锻水压机、600MN预应力混凝土多向模锻水压机以及200MN多向模锻压机的研究和试制。
虽然因种种原因这些项目没有上马,但其间发展出来的预应力钢丝缠绕技术和超高压液压技术则被成功地应用到重型板料成形液压机(100-400MN)和重型陶瓷砖压机(48-78MN)的制造中,并已形成了批量生产。
我国于1974年建成的300MN有色金属模锻水压机,12OMN自由锻造水压机等多项重大机械装备(时称“61111工程”),形成我国基础工业,航空航天武器装备和其他军事重大装备的基本制造能力。
但我国现今拥有的巨型锻压设备就其能力而言,仅相当于上世纪德国40年代和美国、俄罗斯、法国50年代所拥有的锻压设备能力。
美、俄、法三国在几十年前便建成了450MN-750MN世界级的大型模锻液压机并大力研发锻压工艺,奠定了生产大型整体精密模锻件的物质和技术基础,使他们研制生产的航空航天产品始终处于世界领先地位。
国家发展改革委副主任张国宝在15000吨自由锻水压机剪彩仪式上讲话随着我国综合国力迅猛增长,工业实力日益雄厚,国家战略发展需求变得极为强烈,大型模锻、自由锻压机纷纷上马研制。
2002年一重研制了“15000T锻造水压机”。
该机是目前世界上最大、性能最先进的自由锻造水压机,研制中首创了平接式全预应力组合框架和方立柱16面可调间隙的平面导向结构,首创了以油-水联合控制高压大流量水阀、运动部分位置自适应及瞬时失载控制、工作缸冲击偏载预控为核心的精稳控制技术,2007年获黑龙江省科技进步特等奖,2008年获国家科技进步一等奖。
该机成功锻造了世界首支直径5.75m的百万千瓦核电蒸发器锥形筒体及整体顶盖等特大锻件。
今年3月31日,由中国中冶所属中国二十二冶集团有限公司承包制造、清华大学机械工程系设计的西安三角航空科技有限责任公司400MN(四万吨)航空模锻液压机一次性热试成功。
八万吨重型模锻液压机也落户西安阎良国家航空高技术产业基地,专门用来支持我国航空工业部件制造。
中国二重也研制了八万吨模锻压机,该机也是世界上最大的模锻压机,超过了此前世界最大的俄罗斯7.5万吨模锻压机。
至此,我国已经在研和研制完毕的大型模锻压机已经有至少两个八万吨级、一个四万吨级,已经超过俄罗斯拥有两个7.5万吨级大压机的加工能力,而且还研制了世界上最大的自由锻水压机。
可以说中国大压机已经问鼎世界。
中国15000吨自由锻水压机主要部件加工大型锻造液压机突破对我国的战略意义飞机制造领域:飞机结构的主要承力部件的组成部分都采用模锻件,其制造水平对飞机所能达到的最高性能水平、可靠性、寿命和技术经济效益有重大影响。
工业发达国家的学者常把锻压技术,特别是大型模锻件的制造技术,作为衡量一个国家航空工业水平的重要标志。
随着现代航空装备对高性能、高减重、长寿命、高可靠性以及低成本制造技术等需求的不断提高,现代飞机和发动机进一步向结构整体化、零件大型化的方向发展。
构件大型整体化可以大幅度减少零件数量,从而减少零件之间连接所增加的质量;同时避免了由于连接带来的应力集中,提高构件结构寿命和可靠性;通过减少零件数量,还可大量减少工装数量和加工工装的工时,从而降低制造成本。
1950年,美国为发展飞机制造业,开始实施“空军重型压机计划”,这期间梅斯塔(MESTA)公司为美国铝业公司制造1台450MN模锻液压机,同时劳威公司(LOEWY)为Wyman-Gordon公司制造了1台450MN模锻液压机和1台315MN模锻液压机。
谁能想到这几台六十年前研制的大型模锻压机却是现在美国最先进战斗机的关键生产设备。
美国的2台450MN模锻液压机、俄罗斯2台750MN模锻液压机和法国的1台650MN模锻液压机,再加上我国新研制装备的1台400MN 模锻液压机和2台800MN模锻液压机,构成了世界顶级模锻设备分布体系。
波音747主起落架传动横梁模锻件F-22后机身发动机舱整体隔框闭式模锻件F-22中机身整体隔框闭式模锻件Wyman-Gordon公司是美国生产钛合金锻件的专业公司,为新型飞机生产了一系列目前世界上最大尺寸的钛合金整体闭式模锻件。
我们看看这个公司在利用450MN模锻液压机来生产什么部件,就能了解八万吨模锻压机对我国航空制造业的价值了。
Wyman-Gordon公司最近的加工产品包括:(1)F-22战斗机四个承力隔框,锻件投影面积为4.06~5.67平方米。
(2)F-22中机身整体隔框闭式模锻件,整体锻件投影面积达到5.67平方米,是迄今为止世界上最大的航空用钛合金整体隔框锻件.(3)F-22后机身发动机舱整体隔框闭式模锻件,材料为TI-6Al-4V钛合金,锻件长3.8m,宽1.7m,投影面积超过5.16平方米,质量达1590kg。
(4)波音747主起落架传动横梁,材料为TI-6Al-4V钛合金,锻件长6.20m,宽0.95m,投影面积4.06m2,质量达1545kg。
而欧洲由于大型模锻压机加工能力不足,A380多个部件都要利用俄罗斯750MN模锻压机加工。
这导致A380的结构部件加工水平远高于只有450MN模锻压机的美国波音飞机。
我国400MN模锻压机和800MN压机投产之后,尤其是西安正在装配的800MN模锻压机能够锻造出世界上质量最高的钛合金结构部件,这无疑会对我国四代机、大运、大客的结构部件加工有巨大的战略价值。
我国“歼二十”将由于八万吨模锻压机上马而使用上比美国F-22还要更好的结构部件。
航空动力领域:航空发动机中多个关键部件是模锻工艺制造而成,其中风扇叶片、压气机整体叶盘和涡轮盘等关键部件都需要使用大型模锻压机加工制造。
美国目前建有1台50MN、2台80MN、1台100MN 全封闭真空等温锻造压机,能够生产外径达1000mm、质量达1000kg的钛合金、高温合金盘形件。
Ladish 公司2007年开始筹建1台125MN的真空等温锻造设备,以满足高性能发动机对更大尺寸等温锻造盘件的需求。
目前,美国第三代F100和F110系列推比7-8涡扇发动机以及第四代F119系列推比10一级涡扇发动机的风扇叶片、压气机叶盘和涡轮盘全部是以上设备生产的。
尤其是涡轮盘材料及其成形技术也是发展高推重比发动机的关键技术之一,F119发动机之所以拥有傲视全球的性能,与其将两种材料锻造在一起的双性能涡轮盘有着紧密联系。
,美国能够用于生产高性能粉末冶金涡轮盘的设备只有Houston的1台300MN多向模锻液压机。
该设备曾因一次意外爆炸导致Houston的挤压设备停产几个月,致使美国所有军、民用航空发动机用粉末冶金部件全线告急,包套的粉末冶金迫不得已只能空运到位于Scotland的另一台挤压设备上进行,这也是在整个西半球上唯一能替换高性能粉末冶金涡轮盘加工的设备。
由此可见,大型模锻压机这种极端工业加工设备简直是“振国之宝”、“工业桂冠”,谁拥有这样的极端加工能力,谁就掌握了航空工业发展的话语权。
中国钛合金风扇叶片锻造坯料和磨具正在等温锻造的涡轮盘件用于锻造粉末冶金涡轮盘的美国100MN等温锻造液压机中国等温锻造航空发动机部件中国模锻钛合金风扇叶片实物图随着我国第三代大推力涡扇发动机“太行”的研制,我国在钛合金风扇叶片、整体叶盘模锻加工方面取得了长足进展。
但是由于大型模锻设备的缺失,没能在“太行”发动机上应用发达国家在同类产品上已经应用的粉末冶金涡轮盘,导致发动机耐久性和性能都受到了影响。
而现在,这个遗憾将一去不复存在。
今年西安三角航空科技有限责任公司400MN(四万吨)航空模锻液压机一次性热试成功,而此次试制就是加工出一个模锻盘件。
展望将来,等800MN模锻压机到位,我国就能够生产出材料更为优良、工艺更为先进的发动机部件,极大的促进我国新一代航空发动机的部件加工能力和批产能力,使四代机、大型运输机和大型客机的动力拥有巨大的技术和性能优势。
我国研制的第三代大推力涡扇发动机“太行”已经使用了大量模锻部件。
核工业领域:1999年2月2日,日本三菱重工株式会社(MHI)在其神户造船厂及机械工厂向中国秦山二期1号核电机组(压水堆,功率为600 MW)交付了一台反应堆容器。
目前核反应堆压力容器,蒸汽发生器,稳压器,堆内构件均多采用大型锻件组成。
核岛设备大型锻件的先进性、可靠性与其所采用结构材料的质量,性能的优劣有着十分密切。