走进江苏华钛瑞翔科技有限公司的车间,几百片采用近净成形工艺制备的钛铝合金叶片闪动着银光,正进行着最后的质量检验工序。钛铝合金熔液具有熔点高、活性高、过热度低、流动性差的特点,因此异形曲面、薄壁结构的钛铝合金叶片一度被认为不可能通过近净成形的工艺制备,华钛瑞翔的科研人员却把“不可能”变成了“可能”。
华钛瑞翔成立于2020年,是中国科学院金属研究所科技成果转化的产业化公司,总投资5亿元,一期投资约1.1亿元,由中国科学院金属所原所长、博士生导师杨锐带领中国科学院金属所团队筹建,并落户于苏州市太仓航空新材料创新园,是一家专业从事轻量化、耐高温航空材料和航空发动机零部件研发与制造的高新技术企业。
航空发动机被称为飞机的“心脏”,而涡轮叶片被称为航空发动机的“心脏瓣膜”,制备叶片的材料直接决定了航空发动机的动力。华钛瑞翔总经理刘荣华介绍,他们采用的钛铝合金密度是传统的镍基高温合金密度的一半,在600℃至800℃范围内具有较高的比强度和比模量、良好的耐蚀性能以及优异抗蠕变、抗疲劳性能。钛铝合金叶片部分取代镍基高温合金叶片可实现发动机大幅减重,使用钛铝合金叶片的先进航空发动机可使燃油效率提升20%、噪音降低50%、氮氧化合物排放减少80%。
“钛铝合金正在成为发动机叶片的未来,像英国Rolls-Royce、美国GE、美国Pratt & Whitney、法国Snecma以及德国MTU全球五大著名航空发动机制造商,都在竞相追逐这个新赛道。”刘荣华说,相较于国外的“先发制人”,国内在这一领域起步较晚,且长期缺少核心技术的支撑。面对西方国家在航空发动机领域的技术封锁,立足国内研制、生产钛铝合金叶片等核心零部件是我国科技自立自强的必然选择。
国产大飞机翱翔蓝天的梦想要实现,就一定要解决这个“卡脖子”难题。华钛瑞翔原创团队在“冷板凳”上一坐就是十几年,相继攻克了一道道钛铝合金叶片近净成形的技术难题,制备了世界上第一个一体成型的钛铝合金低压涡轮叶片,且完成了覆盖一个大修周期的1750次模拟飞行循环考核试验。
“这是一场关于勇气、智慧与耐心的征程。我们的钛铝合金叶片完全依靠自主创新,不仅解决了‘卡脖子’难题,而且实现了业界技术领先。”华钛瑞翔总工程师崔玉友说,相较于欧美国家采用传统机加工的生产方式,华钛瑞翔在制备钛铝合金叶片方面具有生产效率更高、成本更低的优势。未来批量化生产后,华钛瑞翔制备钛铝合金叶片的成本可比欧美国家的降低一半。
更值得一提的是,华钛瑞翔不仅实现了人才自主培养、技术自主研发,而且公司的生产设备已经100%完成国产化。“以前许多公司认为‘造不如买、买不如租’,如今我国已经到了自主技术创新阶段,我们有能力也有必要在研发生产中做到真正的自主可控。”刘荣华说,目前,华钛瑞翔已具备年产6万片航空发动机叶片及500吨钛合金结构件的生产能力,目前正在为进一步扩大批量化生产能力而努力。
“从实验室到生产车间再到‘产品货架’,每一步都要经过无数次的试验、检测,才能保证产品质量,我们有耐心和信心为国产大飞机出一份力。”刘荣华说。
来源:时代苏商