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创造数个世界第一8万吨模锻压力机是怎样炼成的?

发布时间: 2022-07-01 10:20:34 来源:BOB官方APP下载 作者:obo体育官网入口

简要描述:

  近日,中国机械工业联合会公布了2021年度中国机械工业科学技术奖获奖项目目录,由中国二重牵头、中...

详细介绍

  近日,中国机械工业联合会公布了2021年度中国机械工业科学技术奖获奖项目目录,由中国二重牵头、中国重型院参研的

  8万吨模锻压力机是个什么设备?干什么用的?为何能获得中国机械工业科学技术奖特等奖?今天我们就来了解一下这个“大国重器”——大型模锻液压机。

  大型模锻液压机,是象征重工业实力的国宝级战略装备,目前世界上,中国、美国、法国和俄罗斯是少数几个具备4万吨级别以上大型模锻液压机生产实力的国家。

  大型模锻液压机的巨大压制能力,相当于将数千辆满载的重型卡车的重量作用于一张书桌的面积上, 因此,大型模锻液压机的工作过程伴随着巨大的能量聚集、传递和释放,其建造的要求都处于加工制造、运输安装的极限状态, 难度相当大。其建设成果直接反映了建设者的装备制造水平和工业技术基础。

  大型模锻压机是生产大型锻件特别是大型航空锻件的必备装备。而航空模锻件是飞机的钢筋铁骨,关键核心技术买不来、也买不到,需要大型的模锻设备才能高质量批量锻制。C919大飞机起落架、上下缘条、发动机吊挂、垂尾等130余项锻造件都来自四川德阳的中国二重万航模锻有限责任公司。

  近年来,我国的军工发展水平十分迅猛,运20、蛟龙-600水陆两栖飞机、大型客机C919等已经亮相,未来还有大型客机C929,高铁大量的对外输出等等的发展。这些功绩都离不开有“大国重器”之称的大型模锻压力机。

  可以说,如果没有这个东西,就很难造出先进的大飞机。而且追溯起来,大型模锻液压机的产生就源于航空产业。

  20世纪三四十年代,随着飞机的发明和国防对高性能航空器的迫切需求, 高精度、高强度的大型航空锻件的制造成为航空产业的关键。

  1938 年~1944年,为了满足航空飞行器对整体零件的需求,德国建造了2 台1.5万吨和1台3万吨模锻水压机,为德国战机提供了大型整体锻件。大大提高了德国战斗机的整体性能,开创了重型模锻液压机的先河。

  二战结束后, 美国拆走了德国的1.5万吨级模锻液压机并实施“空军重型压机计划”。1955年前后美国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。

  20 世纪60 年代,苏联开始建造3万吨和7.5万吨模锻液压机,其最大的特点是将铸造结构的小梁改为叠板。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,分别安装在古比雪夫铝厂和上萨尔达钛厂。

  这两台当时世界最大的巨型机器,总高34.7米,长13.6米,宽13.3米,基础深入地下21.9米,总重20500吨。工作台尺寸16米X3.5米,采用12缸8柱上传动,模具空间净高4.5米,滑块行程2000mm。

  1976 年,法国从苏联引进了1 台6.5万吨级模锻水压机,安装于法国AD公司。2005 年,AD 公司又与德国合作研制了一台4万吨级模锻压机。

  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。

  截至20 世纪末,全世界共有万吨以上模锻水压机30余台, 美、俄罗斯各有10余台, 约占总台数和总吨位的70%左右。美国的2 台4.5万吨模锻水压机、俄罗斯的2台7.5万吨模锻水压机和法国1台6.5万吨模锻水压机为世界顶级模锻设备,其分布状态也印证了世界航空制造业三足鼎立的格局。

  20世纪60年代初期,为了满足我国亟需发展航空工业的需求,扭转主要航空模锻件完全依赖进口的被动局面,国家确定了“实现航空重要锻件国产化”的战略方针。

  1967年,中国第一重型机器厂建成亚洲最大的3万吨级模锻水压机,装备重庆西南铝加工厂(冶金部112厂)。该机于1973年9月投产,并服役至今,对于提高我国特种高强度合金锻件加工能力,做出重要贡献,被誉为中国工业“四大国宝”之一。

  此后,我国并非没有尝试发展更大等级的模锻装备。20世纪70年代,我国曾上马大飞机的研制项目,也就是运10。因为这个项目,6.5万吨大压机的研发也随之提上日程,它便是由二重集团承担研制任务。可惜的是,由于经费不足、当时我国航空工业相对落后等原因,运10中辍,大型模锻压机的研制也停滞数十载。

  直到2003年,国家启动重型模锻压机论证,中国二重再次全力投入到研制工作中去。

  2007年11月,为了实现框梁等航空模锻件整体化,满足大型飞机对综合性能、可靠性和寿命的要求,解决制约我国航空航天和装备制造业发展的难题,国务院批准“8万吨”立项。这一史无前例的重大工程,成为“中国制造”向“中国创造”迈进的国家实力象征。

  论证5年,建造5年,10年磨一剑,中国大压机最终在中国二重落成。2012年,8万吨级模锻液压机在中国二重热负荷试车一次成功,并于2013年4月10日投入试生产。该设备地上高27米、地下15米,总高42米,设备总重2.2万吨,仅单个零件超过75吨的就有68个。一举打破了苏联保持了51年的世界纪录。

  迄今为止,仅有美国、俄罗斯、法国3个国家有类似设备,最大锻造等级为俄罗斯的7.5万吨,而我国的达8万吨。压机尺寸、整体质量和最大单件重量均为世界之首。

  8万吨模锻压力机是中国二重与中国重型院等国内科研院所联合攻关,经过近十年努力研发,突破多个制造极限才成功研制。它创造了数个世界第一,为我国新型飞机和发动机提供核心关键锻件。《8万吨模锻压力机关键技术及工程应用》项目获得2021年度中国机械工业科学技术奖特等奖可谓实至名归。

  该项目研制涉及集机电液于一体的8万吨模锻压力机巨系统的总体设计技术以及冶金、铸造、锻造、焊接、机械加工等多专业的极限制造技术,突破了多项世界性难题。8万吨模锻压力机的研制过程中形成的焊接技术已应用于“蛟龙”号压力筒、储压筒的制造,多项新工艺技术成果已经推广应用于核电、深海工程等技术领域。

  8万吨模锻压力机主要用于轻金属及其合金、镍基和铁基等高温合金的大型模锻件制造,为我国航空、舰船、航天、兵器、电力工业、核工业行业提供高性能的模锻产品,满足了我国航空工业急需的大客、先进战机对大型模锻件的需要。

  这一系列科研产品的成功研制,标志着我国在超大承载、高精度大型模锻压机装备的成套设计制造关键技术以及大型、整体、精密模锻件制造方面取得了重大突破,为国民经济和国防建设发挥巨大作用。

  [1]CMET 锻压装备与制造技术:《重型模锻液压机承载结构的发展》,作者:林峰,等。

  [2]金十数据:《全球仅4国掌握!中国成功自研8万吨级大压机,比美国制造还先进》,作者:梁锦源。

  [3]国机集团:《党旗下铸就大国重器丨“8万吨”:实现航空重要锻件国产化的红色引擎》。

 


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