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铝材料在航空工业的运用

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加铝是全球领先的材料公司,能够生产高质量的产品并服务于全球广大地域。具有开采铝土矿、氧化铝生产、原生金属冶炼、发电、铝加工和专用包袋生产等的世界一流技术。目前,加铝通过其拥有的430套设备、研发中心以及上百个共同体,为广大客户服务。加铝年生产销售总收入共236亿美元;在全球61个国家和地域共有58000雇员;公司下属4个工业部门:铝土矿和氧化铝部、原生金属部,工程产品部和包装部。总部设在加拿大的蒙特利尔市。加铝工程产品业务部是重要的铝加工材、复合材料和其他减重材料的全球市场的供应商。业务部由资源、工艺、铝加工和半加工及复合材料四大板块组成。业务公司服务于常用的市场,包括航空航天、汽车、大型交通工具、海洋、建筑、电器、饮料罐包装和其他专业部门。

加铝是欧洲航空工业高附加值的首要供应商,也是全球第二大供应商。加铝工程产品部年生产销售收入为71亿美元;在32个国家和地域共有15000个雇员;共设航空交通工业部、轧制产品、复合材料、工程化和汽车解决方案研究部、挤压产品和专用薄板等9个业务部门。总部设在法国巴黎。加铝主要的航空工业专业企业铝始终是新一代飞机和空间运载火箭的关键部件。通过创新型技术,包括生产铝锂和其他新型先进的合金,加铝能够提供所有航空涉及的产品,满足航空工业的需求。分布在各国的专业企业及其产品为:法国Issoire厂和美国Ravenswood厂轧制生产的厚板和薄板;法国Carquefou厂,Issoire厂和Montreuil-Juigne厂生产的硬合金挤压型材;法国Ussel厂生产的精确砂模铝铸件;法国Issoire厂、Montreuil-Juigne厂和Sabart厂以及美国Ravenswood厂生产的锻件。这些产品广泛用于全球飞机制造和空间运载火箭制造。为了提供解决方案,满足市场要求,加铝航空加快创新设计和提高附加值的战略,紧紧围绕合作伙伴——客户开展工作。

加铝的产品范围广并有良好的工艺诀窍,例如,摩擦搅拌焊。加铝航空能够为制造商提供飞机所有部件的最佳解决方案,包括机头至机尾,机翼端至机翼端的每一部件。加铝的技术队伍专业知识强,市场销售队伍庞大,可支持客户开发出最好的解决方案来满足特殊的需求,包括开发新合金(例如铝锂合金)、切成型、机加工产品,以及物流仓储和再生利用。

轧制厚板和薄板在航空工业的应用

民用和军用飞机的设计不断提高了大型厚板和加厚厚板的应用。加铝Issoire和Ravenswood厚板轧制厂是具有能够为满足这些要求并提供产品的唯一一家公司。所用板材最大长度达到38米,宽度达到3.8米,能够加工和提供大型成型板和预机加工机翼板,同时,最大厚度达到254毫米,能够生产专门适用于翼梁和翼助的宽厚板。为更加有效地满足客户的需求,加铝航空近年来开发出新型厚板合金7040、7140、7449、7056、2027、2024A和铝-锂合金2050、2297和2195。薄板典型用于机身板和辅助结构件(前缘和后缘)的蒙皮,以及表面控制弯曲肋板或门框。加铝Issoire厂生产各种专用薄板合金,例如,满足AMS-QQA或EN规范的标准合金和新型薄板合金有6056、6156、铝锂合金2098和2198。根据客户的需求,可以提供能解决大多数方案的裸板和复合板。

挤压产品的生产及其应用

加铝航空有3个挤压厂,即Carqtiefu厂、Issoire厂和Montreuil-Juigne厂,提供硬合金和半硬合金范围的产品。

1.可生产着陆齿轮或液压分配器用的10-305毫米的挤压棒。加铝航空能够提供圆棒、方棒、扁平棒,型材品种有1000多个;

2.挤压型材:加铝有7台挤压机,挤压密度为0.1千克/米至30千克/米,长度达22米;

3.可生产外径2-160毫米,壁厚0.2-30毫米的挤压管和挤压拉制管。

尽管能够供应绝大多数标准合金和状态的挤压型材,加铝也开发了新型合金,包括:

1.高强弯助和座位导轨的7349合金(T6511或T7511状态);

2.可焊合金,这种合金可用于6056和6456板;

3.2196铝锂合金。该合金强度和弹性模量高,但密度低,主要用于地板梁、座位导轨、焊接应用和机翼衍条;

4.用于高强机翼的7449合金,状态为T79511或T6511;

5.比2024覆层合金的强度损伤容限高的2027合金。

精密砂模铸件

当前,设计者不断希望在一个部件整合多个功能。精密砂模铸件使这种想法成为现实。加铝航空拥有这一重要的工艺技术。加铝Ussel厂是欧洲铝精密砂模铸件领先者,并通过以下方面为航空工业服务:

1.在内部复杂结构方面(浇铸通道)和4米或13英尺长的大型铸件方面,具有高水平的专业技术;

2.ALUSAND合金具有独特性能(疲劳性能和耐热性能);

3.应用3D设计,提出应力和FEA计算浇铸和冷凝模拟,以及在全球基地试制模型;

4.下游生产线完整:3D精整(抛光),全部机加工和表面处理;

锻件坯料生产

浇铸挤压锭和大板锭,主要在Issoire厂、Montreuil-Juigne厂和Ravenswood厂生产,提供的挤压锭直径可达860毫米,长度可达5米;同时大板锭的厚度可达470毫米,宽度达1.4米,长度达4米。这些大板锭可以通过锻压、模锻、环轧和机加工成型。

铝锂合金及其应用

铝锂合金比2xxx和7xxx系覆合铝合金具有明显的优势,例如:

密度低——锂含量的每一百分数会导致密度减少约5%;

模量高——锂含量的每一百分数会导致模量增加7%;

明显改进抗腐蚀性。

在多数情况下,铝锂合金能够用于直接替代覆合合金并不会重新设计,至少存在密度低的益处。另外,铝锂合金的应用与焊接和粘接有关,能够提供成本效益方法和提高“采购质量(重量)与飞机质量(重量)”(buy-to-fly)的比。

由于知识的积累和不断的研发,加铝航空在铝锂合金市场已成为领先者。像2297合金或Weldalite家族产品的2098和2195合金,都可以在加铝航空进行批量工业生产。

为支持铝锂合金的开发,加铝在加拿大Dubuc已投资了完全自主的铝锂合金铸造厂。这个工厂目前完全生产工业锭和挤压锭,准备进一步加工成厚板、薄板和各种尺寸的挤压型材。下表给出了新开发合金的应用目标:加铝机加工能够增加厚板的附加值加铝Issoire厚板车间不仅生产规则轧制产品,而且其机加工中心具备机加工大型、复杂的单一整体部件。当前,加铝加工的每吨矩形厚板仅有100千克成为成品部件装上飞机。从厚板至最终飞机部件加工完成,约除去90%的金属,除去的材料(大块料或碎屑)足以在再生产中再生利用。单位:

铝材料在航空工业的运用责任编辑:陈老师    阅读:人次