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筑梦苍穹 相会“天宫”——中铝高端制造助力成功“问天”

来源: tyc1286太阳集团时间: 2022-07-25

7月24日,长征五号B遥三运载火箭在海南文昌发射场发射升空,成功将主要面向空间生命科学研究的“问天”实验舱送入预定轨道。中铝高端制造所属企业生产的多个规格品种的铝合金材料在我国空间站建设征程中再立新功。

据悉,这是我国载人航天工程立项实施以来的第24次飞行任务,发射的“问天”实验舱是中国空间站第二个舱段,也是首个科学实验舱。“问天”实验舱由工作舱、气闸舱和资源舱组成,起飞重量约23吨,主要用于支持航天员驻留、出舱活动和开展空间科学实验,同时可作为“天和”核心舱的备份,对空间站进行管理,后续将与早期已入轨的“天和”核心舱对接,共同“入驻”“天宫”空间站。

中铝高端制造所属西南铝作为我国航空航天用铝合金材料研发保障核心基地,向“问天”实验舱和长五B遥三运载火箭分别提供了锻件、板材、型材、管材等多个大类10多个规格品种的高精尖铝合金材料。其中,用于“问天”实验舱舱壁主体结构建造的5xxx超大规格蒙皮板,具有高冶金质量、高性能和高表面质量等技术要求,构件尺寸大,最大宽幅达到2000mm以上,材料综合性能要求高,生产难度极大。西南铝研发团队克服重重困难,先后攻克了5XXX合金工业化生产中合金成分精确控制、大规格铸锭成型与冶金质量控制、宽幅板材轧制板型与表面质量控制、淬火组织均匀性控制等关键技术。解决了5XXX合金超大规格蒙皮板研制生产中大规格铸锭铸造开裂、轧制裂边严重、超宽幅薄板不平度超标等生产技术难题,在熔铸、热加工、热处理等技术领域取得了一系列专利技术。为长征五号B遥三运载火箭量身研制的5米环,是目前我国火箭在用的最大铝合金整体锻环。近年来,西南铝启动了5米环质量提升工作,相继攻克了锻造轧制变形、热处理及冷变形等多项技术难关,使第二代5米环延伸率、综合性能分别比第一代提高了20%、10%,综合性能达到世界先进水平。10米超大型铝合金整体环件的研制成功,更是刷新世界纪录,为我国今后发射重型运载火箭解决了重大关键技术难题。

中铝高端制造所属东轻为“问天”实验舱关键部位提供了所需的板材、棒材、锻件等多个品种的优质铝合金材料。面对国家需要,东轻高度重视,迎难而上,强调质量缺陷零容忍、工艺性能再突破,坚决保重点、保军工、保急需。与“天和”核心舱相比,“问天”实验舱需要的铝合金材料对性能、生产方面的要求更高、难度更大。面对挑战,东轻充分发挥技术人才的专业优势,进一步优化了相关产品的韧性、轻质性、耐腐蚀性等工艺参数,确保材料在舱体关键部位的使用寿命。同时,统筹规划生产调度,加强监督管理,对生产过程中可能出现的多种情况提前制定解决方案,使问题第一时间得以解决,为顺利交货提供了充足保障。除了为“问天”实验舱提供材料,东轻还承担了长征五号B遥三运载火箭所需的外壳蒙皮、贮箱材料、高强机体环形锻件、关键结构连接件型材、承压导油管材等重要铝合金材料的保供。多年来,东轻肩负着为长征系列运载火箭提供铝合金材料的任务,有着完备成熟的研制生产经验。其中,东轻研制的用于外壳蒙皮的某合金板材,重量轻、强度高、耐腐蚀,可以使火箭克服在飞行过程中的压力、温度、重力问题;铸造、轧制、锻压、检验等系列工序对东轻来讲已驾轻就熟,“产业报国、一铝当先、创新自强、勤勉奉献”的东轻精神,激励每一位东轻人扛起使命担当,高质量完成航天材料的生产任务。

中铝高端制造所属西北铝为“问天”实验舱提供了某7系铝合金型材,为长征五号遥三运载火箭提供了箭体主要结构件框环型材、尾段大梁型材、关键阀体用棒材、火箭桁条用工业型材、气路用薄壁管材等高精尖铝合金材料。其中,“问天”实验舱用型材采用挤压后一次成形,经热处理后,强度高回弹小,硬度接近钢材,作为承力构件,其在张力拉伸时必须选择最合理的拉伸率并控制尺寸及弯曲度,加强表面质量控制;框环型材起到支撑与加固的作用,所占比重较大,西北铝经数百次修订工艺参数、改进加工技术的试验摸索,使不易成型的7系铝合金平整度、垂直度、凹凸度、光洁度、滚弯度等工艺指标控制在技术质量范围内,形成了一套完整的工艺流程,产品批量化生产填补了国内空白;大梁型材作为高强合金,截面复杂、技术要求极高,西北铝通过优化工艺及模具设计,用一次挤压成型方式生产,减轻模具重量,实现多套模具快速更换;气路用薄壁管材生产多达二十几道工序,工艺复杂,表面质量、尺寸要求严格,西北铝对微量元素、表面质量、光洁度等系统研究,从管理、工艺、工模具及设备等进行优化改造,突破生产技术,提高了产品质量及成品率。

筑梦苍穹,星河璀璨。“神舟”巡天、“嫦娥”奔月、“天宫”开工、“天舟”往返、“天和”“问天”对接……在中国航天发展史上,“中铝高端制造”功不可没。

中铝高端制造必将坚守初心使命,紧紧跟随国家探索浩瀚宇宙的脚步,传承弘扬产业报国优良传统,积极履行“排头兵、主力军、引领者”战略使命,开展好关键性、战略性基础材料等原创性、引领性科技研究攻关工作,持续推进产学研用一体化创新链条建设,不断提升企业科技自立自强能力,为国家航天事业贡献智慧与力量,不断助力我国攀登航天高峰,建设航天强国。



文:肖光鸿   陈晓敏   马成刚

图:李   影   吴士强   马成刚 (部分图片来源网络)

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