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大型飞机用新型铝合金材料获得全世界多个国家的发明专利授权

日前,大型飞机用高强高韧-低淬火敏感性铝合金的发明专利“一种适合结构件制造的铝合金制品及制备方法”,获得了美国和加拿大的发明专利授权。至此,上述新型铝合金发明专利在获得国际PCT组织公布和欧洲专利局授权的基础上,专利授权国家的数量已增至12个,全部是世界上的飞机和航空铝合金主要生产制造国,包括美国、法国、英国、加拿大、德国、挪威、澳大利亚、意大利、西班牙、奥地利、日本和中国,是我国第一种获得国际发明专利大范围授权的航空铝合金材料。

航空铝合金是飞机、航天飞行器制造的主干材料。伴随着当代飞机设计制造对飞行性能、有效载荷、燃油消耗、服役寿命及安全可靠性要求的不断提升,对铝合金结构的综合性能及减理效果也提出了越来越高的要求。采用大尺寸铝合金材料数控铣削加工出整体式铝合金结构件,取代传统中由多个铝合金散件拼装而成的组合结构件,不仅可实现结构件大幅减重、提高服役过程可靠性,而且可减少飞机组装工序、降低制造成本。这种先进的设计制造方法,对铝合金材料提出了十分苛刻的要求:铝合金锻件或预拉伸板的最大厚度往往需要达到150mm以上,不同厚度部件的综合性能高度均匀,同时还要拥有优良的强度-塑性-断裂韧性-抗疲劳性能-抗应力腐蚀与剥落腐蚀性能匹配。

自2006年国家大型飞机重大科技专项启动以来,在我国运-20大型运输机和C919大型客机设计中,一些大型关键结构件选材,均需选用高强高韧-低淬火敏感性铝合金大规格材料。“十一五”期间,在国家自然科学基金计划、973计划、863计划、国际合作计划等项目支持下,有研科技集团有限,该公司(原北京有色金属研究总院)下属的有色金属材料制造加工国家重点实验室熊柏青教授领导的铝合金团队,经过深入研究,提出了国产高强高韧-低淬火敏感性铝合金的成分设计和制造加工过程中的微观组织控制准则,形成了完整的实验室技术原型,申请了新型合金发明专利,其内容涵盖了新型合金成分设计、全流程制造加工工艺等40余条权利要求,为新型合金发展提供了坚实的技术和知识产权保障。“十二五”期间,在国家大型飞机重大科技专项材料研制项目的支持下,与中国铝业集团公司下属的西南铝公司、北京航空材料研究院等单位紧密合作开展了工业化试制,相继实现了运-20大型运输机用十余种规格超大厚度锻件的研制定型,总体性能与美国7085合金产品相当,部分关键性能实现超越。“十三五”以来,西南铝公司已累计向中航工业集团公司供货近千吨,同时,为中国商飞公司研制的多规格超大厚度预拉伸板已完成项目转阶段评审,民机适航合格供应商资质认证工作正在顺利推进。

下一步,有研集团将和生产单位进一步深化研究,不断完善工业化批生产管理体系,加快系列规格产品的民机适航合格供应商资质认证,不断扩大国产高强高韧-低淬火敏感性铝合金材料在新型飞机、航天飞行器中的应用范围,支撑我国航空航天制造业的发展。

资讯来源: 中国有色网 日期: 2018.09.17

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