近日,人們廣為關(guān)注的C919大飛機(jī)首架機(jī)正式下線,然而令鋁業(yè)界更為關(guān)注的是, C919大型客機(jī)所應(yīng)用的材料情況,尤其是第三代鋁鋰合金材料的發(fā)展現(xiàn)狀,為此本報(bào)記者采訪了專門從事鋁材深加工市場(chǎng)研究專家、北京佰匯咨詢公司總經(jīng)理王登文先生.王登文向記者詳細(xì)介紹了航空材料發(fā)展現(xiàn)狀以及當(dāng)前航空用鋁鋰合金材料發(fā)展情況.

    王登文說(shuō),在航空工業(yè),飛機(jī)的研發(fā)制造離不開材料的支撐.鋁鋰合金與碳纖維復(fù)合材料是新時(shí)代飛機(jī)的主要用材.近年來(lái),航空用碳纖維復(fù)合材料的面市,對(duì)傳統(tǒng)鋁合金材料在航空工業(yè)的應(yīng)用帶來(lái)一定的沖擊.面對(duì)航空碳纖維復(fù)合材料的崛起與競(jìng)爭(zhēng),以美國(guó)鋁業(yè)公司為代表的鋁企針對(duì)碳纖維復(fù)合材料的弱項(xiàng),成功開發(fā)出了第一代2099鋁鋰合金.它與碳纖維復(fù)合材料相比,其氣動(dòng)性更好、防腐能力更強(qiáng)、質(zhì)量更輕,在制造、運(yùn)行、維修成本上更低.據(jù)了解,鋁鋰合金的生產(chǎn)成本僅為碳纖維復(fù)合材料的10%.在新型飛機(jī)設(shè)計(jì)制造中,采用鋁鋰合金可使飛機(jī)鋁合金零部件的質(zhì)量減輕14%-30%,鋁鋰合金已成為新一代航空飛機(jī)的關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)材料.目前,各國(guó)先進(jìn)的戰(zhàn)斗軍機(jī)和民用飛機(jī)越來(lái)越多地采用了鋁鋰合金.

    在國(guó)外,空客A350創(chuàng)新性的采用了鋁鋰合金制造機(jī)身蒙皮與地板結(jié)構(gòu),其用量為機(jī)身重量的22%;A380機(jī)身蒙皮、地板梁、機(jī)翼前后緣均使用了鋁鋰合金;在龐巴迪C系飛機(jī)中,先進(jìn)鋁鋰合金材料部件已經(jīng)占到飛機(jī)材料總量的20%;波音787和EH101多用途直升飛機(jī)也大量采用了鋁鋰合金.

    在國(guó)內(nèi),中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司制造的C919大飛機(jī)主結(jié)構(gòu)材料中,鋁及鋁鋰合金占比65%(約14噸),鋁鋰合金在C919大飛機(jī)主結(jié)構(gòu)材料中首次應(yīng)用且用量較大.由中航洪都飛機(jī)公司制造的C919機(jī)身前部等直段部和中航西安飛機(jī)公司制造的C919大型客機(jī)中機(jī)身和副翼大部件均大量采用了先進(jìn)的第三代鋁鋰合金板.據(jù)了解,C919大飛機(jī)用第三代鋁鋰合金來(lái)自美國(guó)鋁業(yè)公司達(dá)文波特軋制廠.

    目前,全球航空鋁合金的焦點(diǎn)是先進(jìn)鋁鋰合金的研發(fā)與應(yīng)用.據(jù)北京佰匯調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,美國(guó)鋁鋰合金生產(chǎn)能力約10萬(wàn)噸/年,其中美國(guó)鋁業(yè)公司生產(chǎn)能力達(dá)到約5.5萬(wàn)噸/年,既是美國(guó)也是全球鋁鋰合金產(chǎn)能、產(chǎn)量最大的生產(chǎn)企業(yè).

    王登文介紹說(shuō),盡管美國(guó)鋁業(yè)公司鋁鋰合金產(chǎn)量居全球首位,但仍在對(duì)鋁鋰合金進(jìn)行擴(kuò)能.美國(guó)鋁業(yè)公司在拉斐特建立了世界產(chǎn)能最大的鋁鋰合金生產(chǎn)工廠,用來(lái)生產(chǎn)第三代鋁鋰合金部件.2013年中期,美國(guó)鋁業(yè)公司完成了位于英國(guó)基茨格林工廠鋁鋰合金產(chǎn)能的擴(kuò)張;對(duì)達(dá)文波特軋制廠的鋁鋰合金板生產(chǎn)線進(jìn)行了改擴(kuò)建;對(duì)印度安納州拉斐特?cái)D壓-鍛造廠的鋁鋰合金生產(chǎn)線進(jìn)行了擴(kuò)建.

    美國(guó)肯聯(lián)鋁業(yè)公司的法國(guó)沃雷普研發(fā)中心研發(fā)出一種名為"AIRWARE"新型鋁鋰合金,據(jù)介紹,AIRWARE是應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域一種具有革命性的鋁合金新材料.它是將鋁與鋰、銅、銀等其他金屬融合,從而獲得這種新合金.據(jù)北京佰匯了解,AIRWARE可為飛機(jī)制造帶來(lái)四大優(yōu)勢(shì):一是比傳統(tǒng)鋁合金材質(zhì)輕25%,因此,能夠優(yōu)化結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計(jì),并減少二氧化碳的排放;二是其卓越的抗腐蝕和抗金屬疲勞特性,可將較大的維護(hù)間隔時(shí)間延長(zhǎng)至12年;三是可實(shí)現(xiàn)100%的循環(huán)再生利用;四是可用于制造航空器的所有全部零部件.目前,AIRWARE在新一代飛機(jī)制造中已得到應(yīng)用,空中客車公司將其應(yīng)用于其寬體客機(jī)A350-XWB;龐巴迪公司將其應(yīng)用于窄體飛機(jī)C系列.為滿足航空市場(chǎng)對(duì)新型鋁鋰合金日益增長(zhǎng)需求,肯聯(lián)鋁業(yè)公司正在法國(guó)伊蘇瓦爾軋制廠新建兩條鋁鋰合金熔煉鑄造生產(chǎn)線,專業(yè)生產(chǎn)AIRWARE 鋁鋰合金,預(yù)計(jì)在建的兩條鋁鋰合金生產(chǎn)線將于2016年前投產(chǎn).

    在中國(guó),為滿足國(guó)產(chǎn)飛機(jī)對(duì)鋁鋰合金的需求,我國(guó)鋁加工業(yè)在上世紀(jì)60年代就開始對(duì)鋁鋰合金進(jìn)行跟蹤性研究,成功仿制了8090和2091兩種鋁鋰合金.目前,我國(guó)已基本掌握了航空鋁鋰合金的熔煉技術(shù),如鋁鋰合金大扁錠與鋁鋰合金圓錠的鑄造技術(shù).但在鋁鋰合金基礎(chǔ)研究與合金生產(chǎn)實(shí)踐方面,與美、俄仍存在較大差距,表現(xiàn)在:一是創(chuàng)新能力與技術(shù)開發(fā)能力較為薄弱;二是生產(chǎn)能力小,當(dāng)前僅有西南鋁業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司能夠生產(chǎn)少量鋁鋰合金,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)的需求.北京佰匯認(rèn)為,國(guó)家需要投入專項(xiàng)資金,提升航空鋁鋰合金研發(fā)能力、增加航空鋁鋰合金生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量、擴(kuò)建航空鋁鋰合金生產(chǎn)線.

    王登文認(rèn)為,我國(guó)航空民機(jī)尤其是國(guó)產(chǎn)C919、ARJ21大飛機(jī)的快速發(fā)展已是不爭(zhēng)的事實(shí),截至目前,C919和ARJ21-700大飛機(jī)訂單已分別達(dá)到517架、278架.面對(duì)航空工業(yè)需求旺盛的鋁鋰合金,我國(guó)要實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)鋰合金還有很多難題去攻克,還有很長(zhǎng)的路徑去實(shí)踐.但是在困難面前,也要看到我們的長(zhǎng)處,利用好現(xiàn)代化鋁熔煉與鋁加工裝備優(yōu)勢(shì),與美、俄等先進(jìn)國(guó)家的同行開展技術(shù)合作,吸收他們的工作經(jīng)驗(yàn)和研發(fā)成果,實(shí)現(xiàn)"彎道超車",盡快實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)所用鋁鋰合金材料的國(guó)產(chǎn)化.