航空產品的設計、材料和制造技術三者相輔相成,互相促進、互相制約。
一代飛機及其發動機的更新,總伴隨著新材料、新結構和新工藝的重大突破。熱加工技術的更新換代,必將促進航空產品性能和結構的重大改變。
熱加工技術是先進制造技術主體技術的重要組成部分,是保證航空產品質量的基礎技術。在航空工業中的作用可歸納如下:
(1)顯著提高航空產品性能。在過去的30年中,渦輪進口溫度提高了450℃,其中70%是由于采用了精鑄空心葉片獲得的,這兩項技術已成為決定高推重比發動機所能達到最高性能水平的關鍵技術。
(2)大幅度減輕航空產品重量,降低制造成本。國內外許多實例證明,采用先進熱加工技術制造大型精密鍛、鑄件可減輕重量20%和降低成本30%左右,同時,還為設計人員提供了設計的靈活性。
(3)提高航空產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化處理等先進熱工藝制造起落架零件,可使起落架與飛機同壽命,一個起落架可代替傳統工藝生產的幾個起落架使用。
目前,國外已能大批量生產葉身無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Howmet公司一家已生產100多種100多萬件精鑄單晶葉片;已批量生產投影面積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;已批量生產直徑1300mm、壁厚1~2mm(最薄0.5mm)的鈦合金精鑄機匣,并正在研制尺寸達2000mm的精鑄件。
我國已能小批量生產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的鈦合金機匣鑄件和投影面積小于1m2的模鍛件。這一狀況,不但與國際先進水平的差距甚大,而且與我國在新世紀研制和生產先進戰斗機、先進民機及其高推比發動機和機載設備對熱加工技術的需求相比,其差距也很大。因此,需要制定規劃、明確目標,集中力量攻克新機研制和生產急需的關鍵熱加工技術。本文針對這一現狀,對新世紀的我國航空熱加工關鍵技術作一展望。
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