zz大飞机批量制造将促进民机铝材需求快速增长

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 16:26:33
大飞机批量制造将促进民机铝材需求快速增长
导读: 当前制造ARJ21-700支线客机与C919干线大飞机所需的全部铝材都是向国外采购的,原因固然很多,然而即使尽量由国内优先供应,恐怕可供应的比例也不会大于10%。航空工业是一个基础工业,一个强国必须有强大的航空工业,一代材料,一代飞机,强大的航空工业应有强大的材料产业,必须确保材料自给有余。
 通常,我们把拥有完全自主知识产权的新支线民航客机ARJ21-700与C919干线客机称为国产“大飞机”。ARJ21-700于2007年12月21日在上海飞机制造厂下线,命名“翔凤”,其基本型为单通道机舱,每排5座,一侧为3排座,另一则两排座,其舒适程度比一般支线飞机的高很多,因为座位比B737飞机的宽12.7mm,是当今支线飞机中客舱最宽敞的之一。2008年11月28日首飞成功,它的英文名称“Advanced Regional Jet For 21st Century”(先进的21世纪喷气支线客机),承载着中国民用客机制造业的希望,从英文的字面意思可以看出,它寄托着国内民用客机制造者的历史使命,是中国梦这颗参天大树上的一叶。支线客机是指100座以下的小型客机。而更严格地说,只有C919才算得上大飞机,同时它还是大飞机家族中的小兄弟。
  中国C919大飞机的命名更是寓意深刻,“C”是China(中国)的首个字母,也是中国商用飞机有限责任公司英文缩写COMAC的头一个字母,同时还寓意该公司欲与欧洲Airbus(空中客车公司)、美国波音飞机公司(Boeing)在国际大型客机市场上试比高,形成ABC三足鼎立之势。第一个“9”寓意天长地久,“19”代表中国首款大型客机最大载客量为190座,以后的型号可能命名为“C929”,其中“29”代表这一机型的最大载客量为290座。2014年年底ARJ21-700通过中国民航局适航审定,航空公司投入支线航线商业运营。
  中国自主研制的C919大型客机2015年11月2日在上海中国商飞公司下线,2008年开始研制,历时7年,计划2016年首飞。它的主要技术参数:基本型混合级布局158座,总长38.9m,高11.95m,翼展35.8m,标准航程4075km,可从北京直飞新加坡,胜任国内所有城市往返。与波音B737飞机相比,具有更安全、更轻巧、更大功率、更快、更舒适的优点。
  C919的机头、前机身、中央翼、中后机身等九大部段都由中航工业集团等国内航空工业企业制造。飞行控制系统、机轮刹车系统、辅力动力装置和导航系统等由霍尼韦尔公司提供。
  大飞机发动机由美国通用电气公司(GE)和法国赛峰集团合作研制,比现役空客A320及波音B737飞机的发动机都要大,更有劲,而油耗却比它们的大大降低,使用成本比它们约低10%,碳排放量降低50%。
  C919采用中国自主研发的超临界机翼,提速省油,其声阻比、导航特性、失速特性等几项重要指标均优于国外同类机型的,速度也比它们的快。大飞机客舱增设了减震系统,可以缓冲颠簸,客舱内壁设有单独通风口,能更好地调解机舱内的气压变化;舱内的中间位置坐椅比国际航空标准椅宽12.7mm(0.5英寸),因而乘客感觉更舒适。
  铝材在大飞机上的应用
  1. ARJ21-700支线客机的选材
  ARJ21飞机的选材以铝合金为主,铝制零部件的质量占飞机净质量的75%,结构钢和不锈钢的占10%,复合材料的占8%,钛合金的占2%,其他材料的占5%。ARJ21飞机用的铝合金大体上波音与B777飞机的相同,选用综合性能优秀的第四代高强耐损伤铝合金制造主体结构件;机翼下壁板选用高损伤容限型的2524-T3铝合金板与2324-T39合金板;上翼上壁板用的是7150-T7751、7055-T7751合金预拉伸厚板,它们有高的强度和抗蚀性;机翼梁、机身桁条、机身框架、隔框、机翼上桁条、翼肋和翼梁等是用7150合金挤压材等制造的;7075、7050、2024等合金材料也有所应用,但用量不多。
  96%以上的铝合金零部件都是用热处理可强化的2xxx及7xxx系合金制造的,仅有个别零件是用5052合金制造的。铝-锂合金在ARJ21-700飞机制造中没有获得应用。
  2. C919大客机的选材
  在选用铝材上,既选用了大量的传统铝合金,如7075-T62、7075-T73、7050-T7451、7050-T73511、7050-T77511、7050-T7351、7050-T7452、7150-T77511、7075-T6、7055-T7751、7055-T76511、7085-T7651、7085-T7452,2024-T42、2524-T3、2024-T3511、2054HDT-T351、2026-T3511等;还选用了一定数量的第三代铝-锂合金:2198-T8、Al-Li-S4-T8、2096-T8511、2099-T83等,但是7xxx系合金用得最多。
  C919的前机身、中机身、中后机身、机头与机翼的结构件则几乎全是用铝材制造的,而发动机吊挂、垂尾、平尾、后机身前段、后压力框、后机身后段、中央翼等则是用复合材料或钛合金锻件制造的。用铝合金制造的C919零部件(见表1)。
  除上述部段的主要零部件是用当今的高性能的传统2xxx系与7xxx系合金制造的,一些重要的结构是用第三代铝-锂合金制造的外,一些次要的零部件与功能零件则是用其他铝合金制造的,如空调系统、油路管道、行李架、食品架、卫生间设施等等。因此,C919的铝制工作总质量占飞机总净质量的65%。
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导读: 当前制造ARJ21-700支线客机与C919干线大飞机所需的全部铝材都是向国外采购的,原因固然很多,然而即使尽量由国内优先供应,恐怕可供应的比例也不会大于10%。航空工业是一个基础工业,一个强国必须有强大的航空工业,一代材料,一代飞机,强大的航空工业应有强大的材料产业,必须确保材料自给有余。
 通常,我们把拥有完全自主知识产权的新支线民航客机ARJ21-700与C919干线客机称为国产“大飞机”。ARJ21-700于2007年12月21日在上海飞机制造厂下线,命名“翔凤”,其基本型为单通道机舱,每排5座,一侧为3排座,另一则两排座,其舒适程度比一般支线飞机的高很多,因为座位比B737飞机的宽12.7mm,是当今支线飞机中客舱最宽敞的之一。2008年11月28日首飞成功,它的英文名称“Advanced Regional Jet For 21st Century”(先进的21世纪喷气支线客机),承载着中国民用客机制造业的希望,从英文的字面意思可以看出,它寄托着国内民用客机制造者的历史使命,是中国梦这颗参天大树上的一叶。支线客机是指100座以下的小型客机。而更严格地说,只有C919才算得上大飞机,同时它还是大飞机家族中的小兄弟。
  中国C919大飞机的命名更是寓意深刻,“C”是China(中国)的首个字母,也是中国商用飞机有限责任公司英文缩写COMAC的头一个字母,同时还寓意该公司欲与欧洲Airbus(空中客车公司)、美国波音飞机公司(Boeing)在国际大型客机市场上试比高,形成ABC三足鼎立之势。第一个“9”寓意天长地久,“19”代表中国首款大型客机最大载客量为190座,以后的型号可能命名为“C929”,其中“29”代表这一机型的最大载客量为290座。2014年年底ARJ21-700通过中国民航局适航审定,航空公司投入支线航线商业运营。
  中国自主研制的C919大型客机2015年11月2日在上海中国商飞公司下线,2008年开始研制,历时7年,计划2016年首飞。它的主要技术参数:基本型混合级布局158座,总长38.9m,高11.95m,翼展35.8m,标准航程4075km,可从北京直飞新加坡,胜任国内所有城市往返。与波音B737飞机相比,具有更安全、更轻巧、更大功率、更快、更舒适的优点。
  C919的机头、前机身、中央翼、中后机身等九大部段都由中航工业集团等国内航空工业企业制造。飞行控制系统、机轮刹车系统、辅力动力装置和导航系统等由霍尼韦尔公司提供。
  大飞机发动机由美国通用电气公司(GE)和法国赛峰集团合作研制,比现役空客A320及波音B737飞机的发动机都要大,更有劲,而油耗却比它们的大大降低,使用成本比它们约低10%,碳排放量降低50%。
  C919采用中国自主研发的超临界机翼,提速省油,其声阻比、导航特性、失速特性等几项重要指标均优于国外同类机型的,速度也比它们的快。大飞机客舱增设了减震系统,可以缓冲颠簸,客舱内壁设有单独通风口,能更好地调解机舱内的气压变化;舱内的中间位置坐椅比国际航空标准椅宽12.7mm(0.5英寸),因而乘客感觉更舒适。
  铝材在大飞机上的应用
  1. ARJ21-700支线客机的选材
  ARJ21飞机的选材以铝合金为主,铝制零部件的质量占飞机净质量的75%,结构钢和不锈钢的占10%,复合材料的占8%,钛合金的占2%,其他材料的占5%。ARJ21飞机用的铝合金大体上波音与B777飞机的相同,选用综合性能优秀的第四代高强耐损伤铝合金制造主体结构件;机翼下壁板选用高损伤容限型的2524-T3铝合金板与2324-T39合金板;上翼上壁板用的是7150-T7751、7055-T7751合金预拉伸厚板,它们有高的强度和抗蚀性;机翼梁、机身桁条、机身框架、隔框、机翼上桁条、翼肋和翼梁等是用7150合金挤压材等制造的;7075、7050、2024等合金材料也有所应用,但用量不多。
  96%以上的铝合金零部件都是用热处理可强化的2xxx及7xxx系合金制造的,仅有个别零件是用5052合金制造的。铝-锂合金在ARJ21-700飞机制造中没有获得应用。
  2. C919大客机的选材
  在选用铝材上,既选用了大量的传统铝合金,如7075-T62、7075-T73、7050-T7451、7050-T73511、7050-T77511、7050-T7351、7050-T7452、7150-T77511、7075-T6、7055-T7751、7055-T76511、7085-T7651、7085-T7452,2024-T42、2524-T3、2024-T3511、2054HDT-T351、2026-T3511等;还选用了一定数量的第三代铝-锂合金:2198-T8、Al-Li-S4-T8、2096-T8511、2099-T83等,但是7xxx系合金用得最多。
  C919的前机身、中机身、中后机身、机头与机翼的结构件则几乎全是用铝材制造的,而发动机吊挂、垂尾、平尾、后机身前段、后压力框、后机身后段、中央翼等则是用复合材料或钛合金锻件制造的。用铝合金制造的C919零部件(见表1)。
  除上述部段的主要零部件是用当今的高性能的传统2xxx系与7xxx系合金制造的,一些重要的结构是用第三代铝-锂合金制造的外,一些次要的零部件与功能零件则是用其他铝合金制造的,如空调系统、油路管道、行李架、食品架、卫生间设施等等。因此,C919的铝制工作总质量占飞机总净质量的65%。
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导读: 在全球发展铝-锂合金历程中可以明显地看出,苏联-俄罗斯着重发展以Al-Mg系合金为基的含锂合金,而美国与法国则发展以2XXX系合金为基础的含锂合金,由于意识形态的关系,苏联研发的变形铝合金不到美国铝业协会公司注册,直到苏联于1991年解体后,1997年俄罗斯才注册了一个非原型合金2224A。笔者所指原型合金是第二位数字为“0”合金。

  
   铝-锂合金首次亮相中国民航机


  1. C919用了哪些铝-锂合金?
  C919前机身蒙皮、机头蒙皮、中机身蒙皮、中后机身蒙皮是用2198-T8铝-锂合金厚板与Al-Li-S4-T8铝-锂合金厚板制造,这里所说的厚板是指厚度6mm的板材;前机身长桁、机头长桁、中机身长桁与地板梁、支柱、座椅导轨是用2196-T85112099-T83铝-锂合金挤压材等制造的;中后机身的长桁用的是2196-T85112099-T83铝-锂合金挤压材,它的地板梁与支柱的用材料为2099-T83、2196-T8511铝-锂合金挤压材。由此可见,C919用的常用铝-锂合金有3种:2196、2198、2099,它们都已在美国铝业协会公司(AA)注册,注册年度依次为2000年、2005年、2003年,都是美国合金,还用了一种牌号为Al-Li-S4-T8的铝-锂合金,但其成分未见报道。

  由表2中的数据可见,2099合金是一个很纯的合金,它的杂质铁、硅含量很低,必须用高纯原铝锭配制,同时它的锂含量也高,因此其材料的价值比其他两种合金的都高。2196和2198合金还含有少量的银,银能显著加速Al-Li合金的时效强化过程,总的来说,含Ag的铝-锂合金的综合性能优于不含银的铝-锂合金,银不但能细化合金的晶粒,而且加速合金的时效析出过程,使时效后合金的塑性有较大的下降。
  2099合金还含有0.40%~1.0%Zn,锌可与Mg形成n'(MgZn2)相并促进δ'和S'相的析出,从而提高其力学性能,时效前的预应变可促使Al-LI-Cu-Mg-Zn-Zr合金在190℃时效后的抗拉强度提高约20Nmm2。
  2. C919用的铝-锂合金从哪里来?
  C919机身蒙皮用的板材,长桁、地板梁、支柱等用的挤压材,座椅导轨等铝-锂合金材料与机身等直段用的所有铝-锂铝合金材料是美国铝业公司(Alcoa)提供的,而且其他一切铝材也是从美国铝业公司进口的,板材产于达文波特厂(Davenport Works),挤压材与锻件是拉斐特厂(Lafayette Works)加工的。除铝-锂合金挤压材外,其他挤压铝材有一部分是美国铝业公司设在韩国的一个挤压厂生产的。
  C919是由一百多万个零部件连接组装而成,铝合金零件的连接与其他零件的连接如发动机与机翼的连接,在飞机制造中起着非常重要的作用,所有的连接紧固件是美国铝业公司设在中国江苏省苏州市的两个工厂生产的,也可能有一些是进口的。古老的铆接法仍是飞机零件的主要连接工艺,C919的机身由一千六七百块钣金件组装而成,仅铆钉就用了六万多个,有的为2xxx系合金,有的为含锂的2xxx系合金。
  早在2009年年中,中国商用飞机有限责任公司就与美国铝业公司接触,谈判有关大飞机项目所用铝材供应的有关事项,谈判甚为顺利,美国铝业公司答应提供所需的一切高端铝材,而且价格比中国自己生产的还便宜一些,交货期也得到保证,美国铝业公司还派了材料专家深入中国商飞公司有关部门,帮助铝材选用与介绍铝材性能,为了双方合作得更好,该公司亚太地区总部特意从北京搬迁到上海。
  3. 铝-锂合金为何博得C919青睐?
  大家知道,航空航天工业对零件质量是锱珠必较的,用现在的话说,就是在计算零件质量时必须精准到“克”。锂的密度为540kgm3,是最轻的金属元素,是铝密度的20%,向铝中每添1%Li,合金的密度均下降约3%,正弹性模量上升约5%。因而含锂的铝-锂合金具有低的密度,高的比强度、比刚度、比弹性模量等优点而成为优秀的航空航天器用铝材,有报道称:如果采用铝-锂合金制造波音飞机结构,其质量可以下降14.6%,燃料节省5.4%,飞机成本将下降2.1%,每架飞机每年的飞行费用降低2.2%。这就是飞机制造企业为什么对铝-锂合金情有独钟的原因。
  2011年9月11日中国研制的载人飞行器——天宫一号发射成功,顺利进入预定轨道。它的资源舱是用铝-锂合金制造的,比用2xxx系及7xxxx系常规合金制造减重10%左右,舱内装有太阳能电池、动力系统、推进系统、控制力矩陀螺,加足燃料后总质量约1.4t。
  4. 铝-锂合金的发展历程
  世界第一个含锂的铝-锂合金诞生于上世纪二十年代初的德国,商品名称Scleron,但没有获得工业应用。1942年美国铝业公司的利巴朗(Lebaron)发明的X2020合金(Al-4.5Cu-1.0Li-0.8Mn-0.6Cd)获得专利,1957年其板材在美国海军的A3J侦察机上获得应用;1960年代初在超声速轰炸机B-58和歼击机上获得少量应用,但是此合金的断裂韧性低,尤其是缺口敏感性比7075-T6合金的大。
  1955年,英国科学家哈代(Hardy)与西尔科克(Silcock)对AL-Li及AL-Cu-Li合金的时效过程作了研究,发现了有序的δ'Al3Li相。1960年苏联研制成D1420合金,其成分(W%):4~7Mg,1.5~2.6Li,0.2~1.0Mn或0.05~0.3Zr,0.015~0.15Ti,0.05~0.3Cu,其余为AL。1971年英国富尔默(Fylmer)研究所研制出新的AL-Mg-Li-Zr合金,特别是1973年的石油危机以后,再次掀起了研究铝-锂合金的浪潮,在解决其低韧性与晶界脆性方面取得了突破性的成就,诞生了第三代铝-锂合金,如肯联铝业公司的AirwareTM合金及其生产工艺,在A380宽机体大飞机上获得了大量应用,现在飞机上应用的铝合金都是第三代(表3)。
  现在,不管什么变形铝合金,只要是含有合金元素锂的都被称为铝-锂合金。截至2015年1月,在美国铝业协会公司注册的铝-锂合金共25个,其中属2XXX系的22个,Li的最大含量为2.6%(2090合金);属8XXX系3个,含Li最多为8091合金,含2.4%~2.8%,在当前常用的(active)的铝-锂合金中的锂含量都不超过2.8%。
  在全球发展铝-锂合金历程中可以明显地看出,苏联-俄罗斯着重发展以Al-Mg系合金为基的含锂合金,而美国与法国则发展以2XXX系合金为基础的含锂合金,由于意识形态的关系,苏联研发的变形铝合金不到美国铝业协会公司注册,直到苏联于1991年解体后,1997年俄罗斯才注册了一个非原型合金2224A。笔者所指原型合金是第二位数字为“0”合金。
  现在有独立铝-锂合金工业的国家只有美国、俄国、法国和中国,它们建立了从熔炼-铸造-加工的完整体系,熔炼-铸造是生产铝-锂合金材料的关键工序。可生产铝-锂合金材料的企业有美国铝业公司的达文波特轧制厂、拉斐特挤压-锻造厂、英国的基茨格林轧制厂(kitts Green Works)、俄罗斯的萨马拉冶金公司(Samara)、意大利的富西拉(Fusina)轧制厂;肯联铝业公司的法国伊苏尔(Issoire)轧制厂;俄罗斯联合铝业公司的卡缅斯克冶金公司;中国的西南铝业(集团)有限责任公司。全世界2015年铝-锂合金材料生产能力约200kta,其中美国铝业公司占50%以上。
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导读: 当前制造ARJ21-700支线客机与C919干线大飞机所需的全部铝材都是向国外采购的,原因固然很多,然而即使尽量由国内优先供应,恐怕可供应的比例也不会大于10%。航空工业是一个基础工业,一个强国必须有强大的航空工业,一代材料,一代飞机,强大的航空工业应有强大的材料产业,必须确保材料自给有余。

  
  中国宜规划民机铝材发展路线图


  当前制造ARJ21-700支线客机与C919干线大飞机所需的全部铝材都是向国外采购的,原因固然很多,然而即使尽量由国内优先供应,恐怕可供应的比例也不会大于10%。航空工业是一个基础工业,一个强国必须有强大的航空工业,一代材料,一代飞机,强大的航空工业应有强大的材料产业,必须确保材料自给有余。
  中国当前中铝公司的西南铝业(集团)有限责任公司、东北轻合金有限责任公司、西北铝加工分公司,山东南山集团,忠旺集团,南南铝加工有限公司,兖矿轻合金有限公司,齐星铝业有限公司,利源精制有限公司,爱励铝业(镇江)有限公司等的装备都是世界一流的,总体上甚至在美国之上,为生产高品质的民机铝材奠定了雄厚的物质基础与技术平台。
  1. 中国航空航天铝材面临的问题
  在笔者看来,中国航空航天铝材产业面临的主要问题:
  创新力量不够,研发投入有待增加,研发人才有待增强,水平有待提高,距“万众创新”的目标相差甚远,才是万里长征的起步阶段。例如在航空用的铝合金中没有一个中国创造与注册的合金,但在通用工业用的合金中注册了3个:5154C、6043、6027。笔者盼望早日结束模仿跟迹阶段,走上创新坦途。
  还有一定数量的航空铝材不能生产,还有一些虽能生产但量不足,需要进口,或因品质有问题不能也不敢使用。
  紧固件如螺钉、螺帽、铆钉、螺栓等,不但品种多而且数量大,有铝合金的、碳钢的、不锈钢的、高温合金的、钛合金的,仅铝合金铆钉在C919上就用了十几二十万个,可是中国还没有一个专业航空铆钉厂,东北轻合金有限责任公司与中铝西北铝加工分公司虽能生产一些铆钉线材,但品种不全,数量也不足,品质也有待提高,中国航空器用的紧固件全部为美国铝业公司垄断,它在中国苏州市建有两个独资的紧固件厂。
  有些合金板材还不能生产,如7055合金有些规格的大扁锭不能有效地铸造,裂纹废品率大得惊人,到了不能生产的程度,7055是一种较为新型地航空铝合金,是美国铝业公司研发的,1991年在美国铝业协会公司注册,是一种高纯(≤0.10%Si、≤0.15%Fe)的而合金元素(Cu、Mg、Zn、Zr)含量又最高(11.46%~13.55%)的,铸造难度相当大。C919上机翼蒙皮是用7055-T7751合金厚板铣削的,中国还不能生产符合用户要求的高品质板材,但是机翼上长桁为7055-T76511合金挤压材中国可以生产,但生产成本高,以致产品无市场竞争力。
  7050合金是一种Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金,是一种高纯度(≤0.12%Si、0.15%Fe)的合金化元素总含量也高(9.68%~12.25%)的超强硬铝,是C919用的最多的结构合金之一,如前机身货舱门框,机头前压力框加强件,前起落架舱壁板,中机身加强框、龙骨梁缘条、机翼前后梁,主起落架外锁链杆和侧撑杆,前起落架外筒和上撑杆、防扭臂、锁连杆等等,都是用7050合金制造的,这种合金材料虽然能加工,但是成品率约比美国铝业公司相应材料的低约20个百分点,品质也有待全面提高。
  2024合金也是用得多的合金,我们对这种合金的生产技术都已掌握,早在1956年东北轻合金有限责任公司(当时名为哈尔滨铝加工,代号101厂)在苏联专家帮助下就能生产2024-T4合金各种半成品,基本上满足了1970年以前国防军工对这种合金材料的需求。
  C919机头前压力框的加强件、中机身龙骨梁缘头是用7150-T77511合金材料制造的,机翼上蒙皮用材为7055-T7751合金。T77状态为一种三级时效状态,简称RRT处理(retrogression and reageing treatment)。T77处理于1989年注册,经T77工艺处理的7XXX系合金既有高的强度又有优秀的抗应力腐蚀开裂性能,达到了综合性能的完美结合,可是中国对其装备与工业化生产技术还没有完全掌握,仍为美国铝业公司垄断。
  生产成本过高,缺乏市场竞争力
  民用客机对铝材的要求是:使用期限长,高的可靠性,综合性能好,成本合理。当前,中国生产的2XXX系合金和大部分7XXX系合金材料虽然在性能方面可以赶上美国的,但性能的稳定性远不如国外,对飞机的安全造成了一定的隐患。
  飞机用材的价格及零部件的加工费用占其总造价的20%~30%,因此,材料的经济性是飞机制造公司采购材料的重要原则之一。据有关媒体报道,中国当前生产的民机铝材的价格比美国及德国的贵一倍,复合材料价格为国外材料的4倍,钛材比日本及其他国家的贵40%。按国际惯例,大的制造飞机企业用的材料多实行全球招标采购,在同等品质与其他条件相同条件下,你的价格高,哪能中标呢?
  材料性能稳定性、可控性
  中国生产的2XXX系及7XXX系民机合金材料的性能稳定性、可控性远不如国外的,更谈不上可追朔性了。为了推动国产材料的应用,中国商飞公司对铝材生产企业有如下要求:可识别出材料生产过程中全部控制点,并能确定其控制措施;可验证工艺参数“窗口”上下限地合理性;对重要原材料实施延伸的过程控制;生产过程必须有完整的记录;生产记录必须真实可靠。
  2. 规划2025年以前铝材全部自给发展路线图和时间表
  2015年10月上旬工信部在上海召开了推动航空铝材完全自主供应的会议,这个会开得好,开得及时,工信部表示,将制定《国产航空铝材研发推广计划》,并实施有利于扩大国产民机铝材应用的支持政策,推动国产民机铝材进入全球供应链。为能在此项工作中尽一点微薄的力量,特提出几点不成熟的建议:
  尽快出台可操作性强的民机铝材生产供应路线图与时间表
  在航空铝材生产方面我们有近60年的历史与经验,已成为世界最大铝材生产与消费大国,有世界一流的装备,在大众创业、万众创新的方针指引下,有工信部的统一领导与有关单位,大专院校、科研院所、相关企业的参与下,一定能在2025年以前解决民机制造所需的全部铝材,但是必先规划一个路线图与时间表,各单位与企业在路线图的指引下,各司其职,按期完成所担当的任务。
  先解决有无而后全力以赴降低材料生产成本,提高市场竞争力
  中国当前民机制造所需铝材的70%以上都可以制造,但还有30%不能生产,还有60%左右产量不足或品质不能满足需求。不能生产的有:一部分铝-锂合金、大部分7055合金板材、T77状态7XXX系合金板材与挤压材、紧固件、一部分铆钉线材。宜优先解决这些材料的生产问题。
  南山集团可以建成全球最优秀与最大的单一民机铝材生产基地
  山东南山集团的企业全部分布在400km2的范围内,已形成电力-氧化铝生产-原铝提取-铝材加工的完整产业链,为降低制造成本与品质控制创造了有利的条件,这在世界上也是独一无二的,可以生产平轧、挤压与锻压产品,所有装备是全新的、顶尖的。如果再增建一些项目,那就完美了,成为一个一纸订单解决所有航空铝材的企业了,一个铆钉线材生产项目,一个紧固件厂。以后在适当时候再建一个飞机零部件深加工,一个航空废铝回收再生厂。一个这样的航空铝材生产综合性企业,只要管理得当,就是一颗长青的摇钱树,只要善于“摇”(管理与经营),就会总有钱掉下来。
  当下,中国只有东北轻合金有限责任公司与中铝西北铝加工分公司可以生产航空器铆钉线材,单个铆钉的质量很轻、以克计,但一架飞机的用量却不少,有二三十万个或更多,所以再建一个铆钉线材特别铝-锂合金线材企业还是不多的。
  航空航天器紧固件生产企业中国虽有两个,那是外商独资企业,是人家的,一个大国必须有完整的航空材料体系,因此必须建紧固件厂,打破国外垄断,但是可以和美国铝业公司合资,不过我们应当控股与经营管理。
  在今后适当时候可建一个飞机零部件深加工项目与航空材料加工废料回收再生项目,建设这样的项目有着重要的经济效益与社会效益,对建设循环经济与节约资源有着重要意义,建设这样的项目宜与飞机制造厂或零部件生产加工企业合作。飞机零部件的切削加工废料甚大,大得惊人,有的材料利用率只有百分之三四,中国有航空器制造企业为波音公司切削加工过零部件。南山有条件成为世界第二大与效益最佳航空航天铝材生产企业,世界最大单一厂。
  加大研发投入
  航空航天材料生产是一个技术密集型产业,一代材料一代飞机,同事一代新材料的研发需要三五年的时间或更长时间。对研发费要舍得投入,大型综合性企业每年的科技投入最好能达到销售收入的3.5%或更多一些,同时应长期如此。国家与高等院校应多承担基础性研究,研究院所除承担企业委托的项目外,也应做些基础理论研究,企业的研发项目当然以解决生产中出现的工艺问题为主,但应有中长期的新产品研发项目,有适当数量的技术储备。
  再建常规航空材料项目宜谨慎
  当前,常规航空材料生产能力已大大过剩,例如厚板(厚度>6mm)的生产能力足以满足全世界飞机制造业的需求,挤压材与锻件的生产能力更是如此,因此再建企业与项目宜谨慎。截至到2015年年底中国投产的可以航空级板材企业有:东北轻合金有限责任公司,南山轻合金公司,齐星铝业有限公司,南南铝加工有限公司,西南铝业(集团)有限责任公司,它们都有锟底式固溶处理炉、预拉伸机、时效炉、水浸式超声探伤线等;可生产航空级挤压材的主要企业有:东北轻合金有限公司,忠旺集团,南山集团、利源精制有限,兖矿轻合金有限公司,南南铝加工有限公司,中铝西北铝加工分公司等。
  争取尽快成为飞机制造公司的铝材供应商
  现有的航空铝材生产企业应尽快获得有关组织的认证书,成为中国商用飞机有限责任公司、波音飞机公司、空中客车公司、庞巴迪公司、巴西飞机公司的供应商。
  对T77处理装备和工艺可联合攻关
  直到现在我们还没有有效的掌握工业化生产某些C919铝材的工艺与装备,例如7055合金某些规格扁锭的DC铸造、裂纹废品率特高,圆锭铸造不是问题,因为熔体凝固时锭中的应力对称均匀,不易产生裂纹;T77状态(7055-T7751、7150-T77511)材料的商业化生产尚未过关,有工艺方面问题,也有装备方面的问题。如果各个单位都各自进行,可能时间会长一些,资源消耗可能会多些,如果在有关单位或组织协调下联合攻关,肯定会取得更好的效果。
  建立牢固的可追朔性
  可追朔性的建立除满足上述的一些要求外,最好是铝土矿采自固定的矿床,由不变的生产线提取氧化铝,再由固定的电解槽系列生产原铝,再用同一保温炉与铸造线供应的重溶用原铝锭。这样不会混入难以预料的微量杂质元素。高纯2XXX系及7XXX系航空航天铝合金的断裂韧性、疲劳性能与抗应力腐蚀开裂能力对某些杂质含量变动相当敏感。
  C919下线拉动民机铝材持续高速增长
  C919大飞机经过近7年的研发,首架机即适航取证机于2015年11月2日下线,这是中国航空工业发展史上具有里程碑意义的大事,截止到2015年10月底已订出了517架,其中有十余架“外销”。中外用户21家,在中国民航市场打破了波音公司和空客公司的垄断,今后除宽体大飞机外,中国民机市场的单通道干线客机与支线客机将逐渐由C919与ARJ21唱主角,这将拉动中国航空铝材需求的持续上升,据笔者测算,2016年~2020年的复合增长率可达25%,比其他任何产业的铝材需求复合增长率都大。
  另外,据波音飞机公司预测,2014年~2033年全球航空客运量的复合增长率可达4.7%,需新增客货运输机19000架;约有12400架燃油效率低的客货运输机将要退役,由新飞机取代;全球新增客货运输机需求约9300架,按飞机数量计算,占同期新飞机总数的30%,也就是说,此期间全世界需新增客货运输机31000架,其中亚洲的新增量10850架,占35%。
  中国航空工业第一集团公司预测,到2025年国内航空运输飞机拥有量将有3000架,其中大型客机2000架,从而中国成为全世界第二大民机市场,目前中国通用航空发展正处于一个重要布局期和准备期。还有人预测,未来10年中国通用航空市场复合增长率约30%,即有超1万亿元市场,不过,笔者在此需指出的是,由于基数太低与ARJ21、C919所用铝材的国产化率2018年也不过30%,同时国产化率是一个暂进的过程,即便爱励铝业(镇江)有限公司有一些出口,但在2022年进口量还可能大于出口量。由于这些原因,笔者的匡算数据是,2018年中国民机制造对铝材的需求采购(buy)总量25kt,2022年的45kt,2025年的100kt,加上出口的,恐怕也不会超过130kt。但愿笔者的预测过于保守。即便如此,中国铝加业究竟能“抢”到多少订单还是一个未知数,因为大型民机制造业对所需求材料实行的是全球招标采购,同时中国当前航空铝材特别是铝-锂合金材料的价格比国外公司的高得多。
  中国大飞机C919下线了,被拖到了商飞公司机场,将进行地面与滑动试验、检测,2016年首飞,随后进入批量生产阶段,也许到2018年去哈尔滨消暑,去海南岛“猫冬”,去云南旅游,去上海与乌鲁木齐出差坐的就是中国制造的干线大飞机。2030年就可以乘坐完全用国产材料制造的双层双通道宽体大飞机翱翔祖国上空与周游世界,那时你下机时就会深深感觉到作为一个中国人多么自豪,祖国真伟大。(完)
   http://www.cnmn.com.cn/ShowNews1.aspx?id=333481
言之有物的文章,大家其实可以看看我们的材料差在哪里
这里的材料还只是“壳子”部分


飞机才用多少铝?如何促进民用铝材需求快速增长?

飞机才用多少铝?如何促进民用铝材需求快速增长?

teenage3dream 发表于 2015-12-11 10:49
飞机才用多少铝?如何促进民用铝材需求快速增长?


大概占飞机空重的65-70%,这里指的是民用航空铝材

teenage3dream 发表于 2015-12-11 10:49
飞机才用多少铝?如何促进民用铝材需求快速增长?


大概占飞机空重的65-70%,这里指的是民用航空铝材
稳中求进 发表于 2015-12-11 10:59
大概占飞机空重的65-70%,这里指的是民用航空铝材
那么按照这个逻辑,动车组和高铁的批量制造已经促进车辆铝材需求快速增长了?
gundamzaku 发表于 2015-12-11 11:35
那么按照这个逻辑,动车组和高铁的批量制造已经促进车辆铝材需求快速增长了?
高铁和动车还有使用不锈钢的,去年轨道交通铝合金的用量大概14万吨
首先要有市场需求,企业才会根据市场需求情况开发这类型的产品。之前国内企业没有生产制造该类型产品,是因为国内市场无需求,或者说需求量比较少,同时,这类型产品出口风险较大。







稳中求进 发表于 2015-12-11 10:59
大概占飞机空重的65-70%,这里指的是民用航空铝材


大飞机能年产几架?1年需求量是几吨?中国大陆随便1家正规铝材厂,1年产量是几吨?如何促进民用铝材需求快速增长?文中所指的是哪个城中村的小铝材作坊?

PS,类似的文章,我也编过,其实没人深究,作为报告,或者找个基本没人看的媒体,或者基本没人看的版面登出来,少数几个人假装一本正经的看看,说些套话也就罢了,真拿计算器算一算,那就呵呵了。。。
稳中求进 发表于 2015-12-11 10:59
大概占飞机空重的65-70%,这里指的是民用航空铝材


大飞机能年产几架?1年需求量是几吨?中国大陆随便1家正规铝材厂,1年产量是几吨?如何促进民用铝材需求快速增长?文中所指的是哪个城中村的小铝材作坊?

PS,类似的文章,我也编过,其实没人深究,作为报告,或者找个基本没人看的媒体,或者基本没人看的版面登出来,少数几个人假装一本正经的看看,说些套话也就罢了,真拿计算器算一算,那就呵呵了。。。
一个飞机用不了多少铝,很多还是进口的美铝,美铝现在也不算贵,飞机价格那么高,铝原材料价格占比反而不高,飞机拆解时机身铝的回炉残值是占比最低的。
而且ARJ21未来五年量产才几十架,算一架用铝15吨算,才几百吨,就这点铝材大部分进口就全解决了。
大飞机能年产几架?1年需求量是几吨?中国大陆随便1家正规铝材厂,1年产量是几吨?如何促进民用铝材需 ...
这类文章,多是用来拉什么概念股的。
ying2kangta 发表于 2015-12-11 13:11
这类文章,多是用来拉什么概念股的。
有时候,这倒是能发挥相当重要的作用,哈哈
但是这是和飞机的订货量以及交付量交付期密切挂钩的
美国每年大型民、民机的产量可以达到数百到1000架之间。如果每架飞机用30吨,就是以万吨的铝用量。 如果考虑到高等车、船的用量,显然更多。

兔子现在补课是必要的。
中国产量太大,只能对少数高新企业有点用。
所以我说大飞机产业的利益不能简单的用飞机价格销量和国家的投资拿来比

很多人喊着国家怎么又投钱了?或者整天喊着还不是靠补贴



就算国家在商飞这个企业是不断投钱。但是从大飞机对于整个中国的产业,制造业升级的拉动作用,绝对利大于弊
全靠进口的那个ID到哪去了
导读: 在全球发展铝-锂合金历程中可以明显地看出,苏联-俄罗斯着重发展以Al-Mg系合金为基的含锂合金,而美 ...
不易燃么??
市场和赚钱是关键,林董说的好,摩天大楼也是高科技的,30年前全国几个公司能造?现在已经烂大街了。
工业革命源自需求。
teenage3dream 发表于 2015-12-11 12:59
大飞机能年产几架?1年需求量是几吨?中国大陆随便1家正规铝材厂,1年产量是几吨?如何促进民用铝材需 ...
航空航天铝合金有那个小铝材作坊能生产 有需求企业才有动力去研发改进材料,难道一辈子当2道贩子
隔壁帖子连喷射铸造都有了,一般的中高端材料要白菜了
ying2kangta 发表于 2015-12-11 13:11
这类文章,多是用来拉什么概念股的。
南山铝业.............
张俊 发表于 2015-12-11 18:58
不知道之前喊着   中国航空铝全靠进口的那个ID到哪去了
它说的是全部材料,不仅是铝