近日,人们广为关注的C919大飞机首架机正式下线,然而令铝业界更为关注的是,C919大型客机所应用的材料情况,尤其是第三代铝锂合金材料的发展现状。
在航空工业,飞机的研发制造离不开材料的支撑。铝锂合金与碳纤维复合材料是新时代飞机的主要用材。近年来,航空用碳纤维复合材料的面市,对传统铝合金材料在航空工业的应用带来一定的冲击,所以铝合金压铸厂虽然在传统材料上受到了冲击,但是如果能在铝锂合金上拿下一块市场,也能够活的更好。
以美国铝业公司为代表的铝企针对碳纤维复合材料的弱项,成功开发出了第一代2099铝锂合金。它与碳纤维复合材料相比,其气动性更好、防腐能力更强、质量更轻,在制造、运行、维修成本上更低。据了解,铝锂合金的生产成本仅为碳纤维复合材料的10%。在新型飞机设计制造中,采用铝锂合金可使飞机铝合金零部件的质量减轻14%-30%,铝锂合金已成为新一代航空飞机的关键性结构材料。目前,各国先进的战斗军机和民用飞机越来越多地采用了铝锂合金。
在国外,空客A350创新性的采用了铝锂合金制造机身蒙皮与地板结构,其用量为机身重量的22%;A380机身蒙皮、地板梁、机翼前后缘均使用了铝锂合金;在庞巴迪C系飞机中,先进铝锂合金材料部件已经占到飞机材料总量的20%;波音787和EH101多用途直升飞机也大量采用了铝锂合金。
在国内,中国商用飞机有限责任公司制造的C919大飞机主结构材料中,铝及铝锂合金占比65%(约14吨),铝锂合金在C919大飞机主结构材料中首次应用且用量较大。
在中国,为满足国产飞机对铝锂合金的需求,我国铝加工业在上世纪60年代就开始对铝锂合金进行跟踪性研究,成功仿制了8090和2091两种铝锂合金。目前,我国已基本掌握了航空铝锂合金的熔炼技术,如铝锂合金大扁锭与铝锂合金圆锭的铸造技术。但在铝锂合金基础研究与合金生产实践方面,与美、俄仍存在较大差距,表现在:一是创新能力与技术开发能力较为薄弱;二是生产能力小。
我国航空民机尤其是国产C919、ARJ21大飞机的快速发展已是不争的事实,截至目前,C919和ARJ21-700大飞机订单已分别达到517架、278架,铝合金压铸厂将会面临更大的市场。面对航空工业需求旺盛的铝锂合金,我国要实现规模化生产锂合金还有很多难题去攻克,还有很长的路径去实践。但是在困难面前,也要看到我们的长处,利用好现代化铝熔炼与铝加工装备优势,尽快实现国产大飞机所用铝锂合金材料的国产化。