大型模鍛壓機

大型模鍛壓機是指壓力必須是4萬噸級以上的模鍛壓機,是衡量一個國家工業實力的重要標誌。迄今為止,僅有中國,美國、俄羅斯、法國4個國家有類似設備,最大鍛造等級為俄羅斯的7.5萬噸,而中國的達8萬噸。

大型模鍛壓機主要用於鋁合金、鈦合金、高溫合金、粉末合金等難變形材料進行熱模鍛和等溫超塑性成形。其鍛造特點是可通過大的壓力、長的保壓時間、慢的變形速度來改善變形材料的緻密度,用細化材料晶粒來提高鍛件的綜合性能,提高整個鍛件的變形均勻性,使難變形材料和複雜結構鍛件通過等溫鍛造和超塑性變形來滿足設計要求,可節約材料40%,達到機加工量少或近凈型目標。

大型模鍛壓機

主要用途

等溫模鍛液壓機是航空、航天、宇航及其他重要機械生產重要鍛件的關鍵設備。為提高航空產品的整體性能,大型模鍛件在航空鍛件中所佔比例及單件尺寸越來越大。對於飛機主承力框、梁等整體構件,美國、俄羅斯、法國等主要航空大國都採用4.5~7.5萬噸大型模鍛液壓機進行加工。

發展建設

試產成功

大型模鍛壓機是衡量一個國家工業實力的重要標誌。迄今為止,僅有美國、俄羅斯、法國3個國家有類似設備,最大鍛造等級為俄羅斯的7.5萬噸,而中國的達8萬噸。該機總高42米,重約2.2萬噸,單件重量在75噸以上的零件68件,壓機尺寸、整體質量和最大單件重量均為世界第一。這是中國二重歷時10年打造的世界「重裝之王」

中國二重舉行8萬噸大型模鍛壓機試生產暨產品推介會,向用戶、合作夥伴展示「國之重器」的建設及產品服務情況。從2003年8萬噸大型模鍛壓機申請立項,中國二重開始了10年的追夢歷程,在吸收、消化、再創新的基礎上,二重突破超大、超長、超重零部件的極限制造,實現了最新技術與固有技術的結合,成功研製出8萬噸大型模鍛壓機,使中國成為擁有全球最高等級模鍛裝備的國家。

「德陽造」

中國工程院院士鍾掘、中國科學院院士曹春曉以及來自中國航空工業集團公司、中航發動機控股有限公司、沈飛工業集團、成飛工業集團等50多家國內大型企業負責人出席了推介會。

院士鍾掘說:「8萬噸大型模鍛壓機投入試運行,將中國高端重大裝備的製造能力托舉到國際頂級水平,也為中國走向製造強國掀開了歷史性的一頁。」

8萬噸大型模鍛壓機列裝后,中國航空航天等最難做的大件,動力發電、海洋工程、西氣東輸、深部開採等各行各業要用的性能最高的、尺寸最大的、結構最複雜的構件都能通過該鍛壓機完成。

「如果說以前生產鍛件需要千錘百鍊,那麼有了8萬噸大型模鍛壓機則是一錘定型。」8萬噸大型模鍛壓機項目常務副總指揮、中國二重副總工程師陳曉慈形象地比喻,該鍛壓機是通過強大的壓力作用,使性能普通的金屬材料在模具內流動,細化內部晶粒,實現大型模鍛件的整體精密成形,這些金屬材料可以蛻變為飛機的「骨骼」———框梁,可以蛻變為發動機的「脊柱」———渦輪盤,可以蛻變為油田的「血管」———輸油管三通等。陳曉慈將運行原理比喻為「壓月餅」,通過液壓傳遞能量形成壓制力,並解決一次性成型問題。

起落架

在二重集團廠大型壓機車間里,一台巨型機器擺在眼前。這台大型模鍛壓機是航空、航天、石油、化工、船舶等領域所需模鍛件產品的關鍵設備。地上27米,地下15米,總高42米,相當於13層樓高,重約2.2萬噸,單件重量在75噸以上的零件68件,壓機尺寸、整體質量和最大單件重量均為世界之首。

昨日上午10時許,在眾多專家的見證下,機械啟動,機械手從高溫箱里緩慢夾起一個類似「丫」字形狀的鍛件,它渾身散發著橙色的光,一股熱氣襲來,隨即,機械手將其送至10多層樓高的模鍛壓機的鍛壓台。「轟、轟、轟」的一陣響聲之後,鍛壓檯面合攏了,一簇火團從縫隙中「嘩」地蹦了出來,伴隨着不斷飛濺的火花。

參觀人員屏住呼吸,目不轉睛地盯着鍛壓台,鍛壓台檯面緩緩張開,一個用於國產某型號商用飛機起落架的大型鍛件產生,整個過程3分半鐘,觀摩的人群頓時響起熱烈的掌聲。「報告,8萬噸模鍛壓機首件試壓成功!」戴着黃色安全帽的技術員說。在現場,中國鍛壓協會航材委主任委員曾凡昌激動地說:「搞了一輩子航空大鍛件,今天終於夢想成真了。」

早在上世紀70年代末,二重人就開始籌劃設計製造大型模 鍛壓機。陳曉慈此前公開接受媒體採訪時表示,壓力必須是4萬噸級以上,才能稱之為大型模鍛壓機。

據中國二重的一份資料顯示,在8萬噸模鍛壓機誕生前,中國還沒有4萬噸級以上的大型模鍛壓機,而世界上擁有4萬噸級以上大型模鍛壓機的國家只有美、俄、法3國,目前最高噸級為俄羅斯7.5萬噸。

1980年9月26日,中國首次自行研製製造的大型噴氣式客機「運-10」首次試飛成功后,試飛累計170小時后停留於地面,「其原因很大程度上與當時中國沒有能加工大型機身大梁所必需的大型模鍛壓機有關。」陳曉慈介紹,由於無法用大型模鍛壓機對飛機大梁整體鍛壓成型以確保質量,就只能用小型設備分段鍛造、組合拼裝,這無法滿足大飛機所要求的質量標準。

2003年,受國務院委託,30多人的專家組調研論證,並通過對空客、波音飛機的分析,認為7.5萬噸級模鍛壓略顯功能不足,最終將壓力量級定在8萬噸。2007年11月15日,大壓機計劃最後批複落戶二重。論證5年,建造5年,可謂10年磨一劍。「至少上千人參與了建造。」陳曉慈感嘆。

2012年4月1日,中國二重獨立自主設計、製造、安裝的世界最大的8萬噸模鍛壓機熱負荷試車一次成功。昨日,8萬噸大型模鍛壓機成功試生產。「這是一個集機、電、液為一體的巨系統工程,成功挑戰目前人類極限制造能力。」陳曉慈介紹。這台設備製造成功的本身,是很多新技術、新工藝的突破,可擴展應用於其他多種領域,它還將輻射帶動一批龐大的航空構件的機械加工集群,形成整機設計、整機製造和發動機製造的閉合產業鏈。

中國建世界最大鍛壓機投產

而中國已相繼建立了4萬噸、6.5萬噸和8萬噸的超級鍛壓機,未來還建造10萬噸和16萬噸級超巨型鍛壓機。

8萬噸大型模鍛壓機投入試運行,大型模鍛壓機列裝后,中國最難做的大件,大型鍛壓機對中國大型運輸機和大型客機的生產具有重要意義,中國生產大飛機不再受限制於外國。

主要意義

由中國二重自主設計、自主製造、自主安裝的8萬噸大型模鍛壓機的面世,將徹底改變中國大型模鍛件長期依賴進口、受制於人的被動局面,對實現大型模鍛產品的自主保障具有重要的意義。

8萬噸大型模鍛壓機總高約42米,總重約22000噸,可在800MN壓力以內任意噸位無級實施鍛造,最大模鍛壓制力可達1000MN,同步精度高,抗偏載能力強,可實現無級調壓、調速。