鋁材料在航空工業(yè)的運(yùn)用

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1、鋁材料在航空工業(yè)的運(yùn)用 鋁材料在航空工業(yè)的運(yùn)用 2012/09/28 加鋁是全球領(lǐng)先的材料公司，能夠生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品并服務(wù)于全球廣大地域。具有開(kāi)采鋁土礦、氧化鋁生產(chǎn)、原生金屬冶煉、發(fā)電、鋁加工和專用包袋生產(chǎn)等的世界一流技術(shù)。目前，加鋁通過(guò)其擁有的430套設(shè)備、研發(fā)中心以及上百個(gè)共同體，為廣大客戶服務(wù)。加鋁年生產(chǎn)銷售總收入共236億美元；在全球61個(gè)國(guó)家和地域共有58000雇員；公司下屬4個(gè)工業(yè)部門：鋁土礦和氧化鋁部、原生金屬部，工程產(chǎn)品部和包裝部。總部設(shè)在加拿大的蒙特利爾

2、市。加鋁工程產(chǎn)品業(yè)務(wù)部是重要的鋁加工材、復(fù)合材料和其他減重材料的全球市場(chǎng)的供應(yīng)商。業(yè)務(wù)部由資源、工藝、鋁加工和半加工及復(fù)合材料四大板塊組成。業(yè)務(wù)公司服務(wù)于常用的市場(chǎng)，包括航空航天、汽車、大型交通工具、海洋、建筑、電器、飲料罐包裝和其他專業(yè)部門。 加鋁是歐洲航空工業(yè)高附加值的首要供應(yīng)商，也是全球第二大供應(yīng)商。加鋁工程產(chǎn)品部年生產(chǎn)銷售收入為71億美元；在32個(gè)國(guó)家和地域共有15000個(gè)雇員；共設(shè)航空交通工業(yè)部、軋制產(chǎn)品、復(fù)合材料、工程化和汽車解決方案研究部、擠壓產(chǎn)品和專用薄板等9個(gè)業(yè)務(wù)部門。總部設(shè)在法國(guó)巴黎。加鋁主要的航空工業(yè)專業(yè)企業(yè)鋁始終是新一代飛機(jī)和空間運(yùn)載火箭的關(guān)鍵部件。通過(guò)創(chuàng)新型技術(shù)，包

3、括生產(chǎn)鋁鋰和其他新型先進(jìn)的合金，加鋁能夠提供所有航空涉及的產(chǎn)品，滿足航空工業(yè)的需求。分布在各國(guó)的專業(yè)企業(yè)及其產(chǎn)品為：法國(guó)Issoire廠和美國(guó)Ravenswood廠軋制生產(chǎn)的厚板和薄板；法國(guó)Carquefou廠，Issoire廠和Montreuil-Juigne廠生產(chǎn)的硬合金擠壓型材；法國(guó)Ussel廠生產(chǎn)的精確砂模鋁鑄件；法國(guó)Issoire廠、Montreuil-Juigne廠和Sabart廠以及美國(guó)Ravenswood廠生產(chǎn)的鍛件。這些產(chǎn)品廣泛用于全球飛機(jī)制造和空間運(yùn)載火箭制造。為了提供解決方案，滿足市場(chǎng)要求，加鋁航空加快創(chuàng)新設(shè)計(jì)和提高附加值的戰(zhàn)略，緊緊圍繞合作伙伴——客戶開(kāi)展工作。 加鋁

4、的產(chǎn)品范圍廣并有良好的工藝訣竅，例如，摩擦攪拌焊。加鋁航空能夠?yàn)橹圃焐烫峁╋w機(jī)所有部件的最佳解決方案，包括機(jī)頭至機(jī)尾，機(jī)翼端至機(jī)翼端的每一部件。加鋁的技術(shù)隊(duì)伍專業(yè)知識(shí)強(qiáng)，市場(chǎng)銷售隊(duì)伍龐大，可支持客戶開(kāi)發(fā)出最好的解決方案來(lái)滿足特殊的需求，包括開(kāi)發(fā)新合金（例如鋁鋰合金）、切成型、機(jī)加工產(chǎn)品，以及物流倉(cāng)儲(chǔ)和再生利用。 軋制厚板和薄板在航空工業(yè)的應(yīng)用 民用和軍用飛機(jī)的設(shè)計(jì)不斷提高了大型厚板和加厚厚板的應(yīng)用。加鋁Issoire和Ravenswood厚板軋制廠是具有能夠?yàn)闈M足這些要求并提供產(chǎn)品的唯一一家公司。所用板材最大長(zhǎng)度達(dá)到38米，寬度達(dá)到3.8米，能夠加工和提供大型成型板和預(yù)機(jī)加工機(jī)翼板，同時(shí)，

5、最大厚度達(dá)到254毫米，能夠生產(chǎn)專門適用于翼梁和翼助的寬厚板。為更加有效地滿足客戶的需求，加鋁航空近年來(lái)開(kāi)發(fā)出新型厚板合金7040、7140、7449、7056、2027、2024A和鋁-鋰合金2050、2297和2195。薄板典型用于機(jī)身板和輔助結(jié)構(gòu)件（前緣和后緣）的蒙皮，以及表面控制彎曲肋板或門框。加鋁Issoire廠生產(chǎn)各種專用薄板合金，例如，滿足AMS-QQA或EN規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)合金和新型薄板合金有6056、6156、鋁鋰合金2098和2198。根據(jù)客戶的需求，可以提供能解決大多數(shù)方案的裸板和復(fù)合板。 擠壓產(chǎn)品的生產(chǎn)及其應(yīng)用 加鋁航空有3個(gè)擠壓廠，即Carqtiefu廠、Issoire

6、廠和Montreuil-Juigne廠，提供硬合金和半硬合金范圍的產(chǎn)品。 1.可生產(chǎn)著陸齒輪或液壓分配器用的10-305毫米的擠壓棒。加鋁航空能夠提供圓棒、方棒、扁平棒，型材品種有1000多個(gè)； 2.擠壓型材：加鋁有7臺(tái)擠壓機(jī)，擠壓密度為0.1千克/米至30千克/米，長(zhǎng)度達(dá)22米； 3.可生產(chǎn)外徑2-160毫米，壁厚0.2-30毫米的擠壓管和擠壓拉制管。 盡管能夠供應(yīng)絕大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)合金和狀態(tài)的擠壓型材，加鋁也開(kāi)發(fā)了新型合金，包括： 1.高強(qiáng)彎助和座位導(dǎo)軌的7349合金（T6511或T7511狀態(tài)）； 2.可焊合金，這種合金可用于6056和6456板； 3.2196鋁鋰合金。該合金強(qiáng)

7、度和彈性模量高，但密度低，主要用于地板梁、座位導(dǎo)軌、焊接應(yīng)用和機(jī)翼衍條； 4.用于高強(qiáng)機(jī)翼的7449合金，狀態(tài)為T79511或T6511； 5.比2024覆層合金的強(qiáng)度損傷容限高的2027合金。 精密砂模鑄件 當(dāng)前，設(shè)計(jì)者不斷希望在一個(gè)部件整合多個(gè)功能。精密砂模鑄件使這種想法成為現(xiàn)實(shí)。加鋁航空擁有這一重要的工藝技術(shù)。加鋁Ussel廠是歐洲鋁精密砂模鑄件領(lǐng)先者，并通過(guò)以下方面為航空工業(yè)服務(wù)： 1.在內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)方面（澆鑄通道）和4米或13英尺長(zhǎng)的大型鑄件方面，具有高水平的專業(yè)技術(shù)； 2.ALUSAND合金具有獨(dú)特性能（疲勞性能和耐熱性能）； 3.應(yīng)用3D設(shè)計(jì)，提出應(yīng)力和FEA計(jì)算澆

8、鑄和冷凝模擬，以及在全球基地試制模型； 4.下游生產(chǎn)線完整：3D精整（拋光），全部機(jī)加工和表面處理； 鍛件坯料生產(chǎn) 澆鑄擠壓錠和大板錠，主要在Issoire廠、Montreuil-Juigne廠和Ravenswood廠生產(chǎn)，提供的擠壓錠直徑可達(dá)860毫米，長(zhǎng)度可達(dá)5米；同時(shí)大板錠的厚度可達(dá)470毫米，寬度達(dá)1.4米，長(zhǎng)度達(dá)4米。這些大板錠可以通過(guò)鍛壓、模鍛、環(huán)軋和機(jī)加工成型。 鋁鋰合金及其應(yīng)用 鋁鋰合金比2xxx和7xxx系覆合鋁合金具有明顯的優(yōu)勢(shì)，例如： 密度低——鋰含量的每一百分?jǐn)?shù)會(huì)導(dǎo)致密度減少約5%； 模量高——鋰含量的每一百分?jǐn)?shù)會(huì)導(dǎo)致模量增加7%； 明顯改進(jìn)抗腐蝕性。

9、 在多數(shù)情況下，鋁鋰合金能夠用于直接替代覆合合金并不會(huì)重新設(shè)計(jì)，至少存在密度低的益處。另外，鋁鋰合金的應(yīng)用與焊接和粘接有關(guān)，能夠提供成本效益方法和提高“采購(gòu)質(zhì)量(重量)與飛機(jī)質(zhì)量(重量)”（buy-to-fly）的比。 由于知識(shí)的積累和不斷的研發(fā)，加鋁航空在鋁鋰合金市場(chǎng)已成為領(lǐng)先者。像2297合金或Weldalite家族產(chǎn)品的2098和2195合金，都可以在加鋁航空進(jìn)行批量工業(yè)生產(chǎn)。 為支持鋁鋰合金的開(kāi)發(fā)，加鋁在加拿大Dubuc已投資了完全自主的鋁鋰合金鑄造廠。這個(gè)工廠目前完全生產(chǎn)工業(yè)錠和擠壓錠，準(zhǔn)備進(jìn)一步加工成厚板、薄板和各種尺寸的擠壓型材。下表給出了新開(kāi)發(fā)合金的應(yīng)用目標(biāo)：加鋁機(jī)加工能夠增加厚板的附加值加鋁Issoire厚板車間不僅生產(chǎn)規(guī)則軋制產(chǎn)品，而且其機(jī)加工中心具備機(jī)加工大型、復(fù)雜的單一整體部件。當(dāng)前，加鋁加工的每噸矩形厚板僅有100千克成為成品部件裝上飛機(jī)。從厚板至最終飛機(jī)部件加工完成，約除去90%的金屬，除去的材料（大塊料或碎屑）足以在再生產(chǎn)中再生利用。單位：