鈦合金3-鈦合金加工工藝

1、鈦合金的加工工藝鈦合金有著與鈦金屬類似的大氣高溫污染（吸收氫氧氮）、強(qiáng)度高導(dǎo)致的刀具壽命短、導(dǎo)熱性差導(dǎo)致的粘刀等等一系列麻煩。此外，熱加工帶來(lái)的金屬相不均勻，晶粒粗大，殘余應(yīng)力，等等，也是鈦合金熱加工的難題。因此，工業(yè)純鈦和鈦合金基材，在國(guó)際上基本是自由貿(mào)易（這與高性能碳纖維復(fù)合材料的禁運(yùn)有很大的差異。詳情見(jiàn)拙文淺析碳纖維復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用下面，我們來(lái)看*鈦合金加工工藝的情況。一、下料切割工藝鈦合金制件之前，先要將大塊鈦合金進(jìn)行初步切割，做下料準(zhǔn)備。鈦合金的切割，不像一般金屬，很難用火焰方法進(jìn)行，否則高溫污染會(huì)導(dǎo)致材料脆化。因此多用等離子切割、激光切割、銑切來(lái)進(jìn)行。但是這些方法，要么

2、是材料容易產(chǎn)生熱應(yīng)力離散變形（如激光切割）、或者成本太高無(wú)法滿足大量生產(chǎn)（如離子束切割），要么是殘料率高（如銑切）。因此，人們想出了另一種常溫切割方式：高壓水切割。水切割，就是水刀，呵呵。以前咱聽(tīng)說(shuō)水滴石穿，那可要萬(wàn)年功夫。這次是水切鈦斷，立等可取啊。中國(guó)航空?qǐng)?bào)載，沈飛公司工藝研究所的首席專家蒲永偉，對(duì)水切割技術(shù)有深厚積累，潛心研究此項(xiàng)技術(shù)的鈦切割應(yīng)用，獲得成功，順利實(shí)施了40100毫米厚的鈦合金板材切割。由于是常溫操作，切割質(zhì)量好，且其效率是常規(guī)切割方法的50倍以上，材料費(fèi)大大節(jié)約。至今，鈦合金的水切割方式，在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用已經(jīng)接近10年。二、鑄造工藝鑄件加工，需要熔化鈦合金進(jìn)行澆注。同樣，由于

3、鈦合金的化學(xué)活性，熔化的液態(tài)鈦合金，幾乎與所有的耐火材料起反應(yīng)。因此其熔化和澆注必須在惰性氣體（如氬氣）保護(hù)或者真空環(huán)境下進(jìn)行。國(guó)內(nèi)應(yīng)用方面：中國(guó)船舶新聞網(wǎng)報(bào)道，中國(guó)在消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，掌握和發(fā)展了金屬型、搗實(shí)型、機(jī)加工石墨型，以及氧化物面層陶瓷型殼等鈦合金鑄造技術(shù)，可以生產(chǎn)最大直徑達(dá)1500毫米X400毫米，最小壁厚為0.8毫米，單重達(dá)到近800千克的整體鈦合金鑄件，每年鑄造鈦合金用量達(dá)5000噸，具備了鈦及鈦合金精密鑄件的基本生產(chǎn)技術(shù)。根據(jù)熱加工論壇的報(bào)道：我國(guó)航天用鑄造鈦合金的應(yīng)用始于20世紀(jì)80 年代中期，現(xiàn)已有ZTi3，ZTiAl4，ZTiAl5Sn2. 5，ZTiAl6

4、V4，ZTiAl6Zr2MoV等品牌（品牌的第一個(gè)字母Z，代表鑄造）。2001年，由北航、華中理工研制的ZTC4 鈦合金（即對(duì)TC4進(jìn)行鑄造加工后的合金件），利用熱等靜壓和熔模精密鑄造成型技術(shù),研制了某型飛機(jī)用鈦合金精鑄件。該鑄件外型尺寸為630mm ×300mm ×130mm ,最小壁厚2. 5mm ,為復(fù)雜的框形結(jié)構(gòu)。中科院金屬研究所網(wǎng)站報(bào)道：2011年5月，沈陽(yáng)向中國(guó)科學(xué)院金屬研究所研發(fā)的鈦鋁母合金制備技術(shù)，通過(guò)了英國(guó)羅羅公司（Rolls-Royce）的質(zhì)量審核。2013年4月17日，羅羅航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司在沈陽(yáng)，正式向該所頒發(fā)了鈦鋁渦輪葉片精密鑄造技術(shù)質(zhì)量認(rèn)證證書。中國(guó)

5、的鑄造鈦合金技術(shù)，是如何吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)以及如何應(yīng)用的。大家從上文中，見(jiàn)仁見(jiàn)智吧，呵呵。三焊接工藝鈦合金的焊接工藝包括熔化焊、擴(kuò)散焊和緊固焊三大類數(shù)十種，應(yīng)用最多的是熔化焊。這類工藝，又包括了電子束焊接、等離子弧焊接、TIG焊、MIG焊、激光焊、摩擦焊等十幾種，技術(shù)發(fā)展迅速，創(chuàng)新工藝不斷涌現(xiàn)，是焊接工藝的主力軍和先鋒隊(duì)。咱們多費(fèi)些筆墨，稍加詳敘。并請(qǐng)大家記住一個(gè)名字：中航工業(yè)制造所中國(guó)高能束流加工領(lǐng)域的先行者。鈦合金焊接，有優(yōu)勢(shì)也有劣勢(shì)。優(yōu)勢(shì)在于合金密度小，導(dǎo)熱慢，熱膨脹系數(shù)低，因此焊縫變形極小，焊道均勻，熱感應(yīng)裂紋幾乎不存在。劣勢(shì)在于，鈦合金的焊接，不適合采用傳統(tǒng)意義上的乙炔焊、金屬電弧焊和

6、碳弧焊。原因還是在于大氣的高溫污染。判斷鈦合金焊接是否受到大氣雜質(zhì)的污染，手段之一是觀察焊縫的顏色。一般的，如果焊縫是銀白色或金黃色，恭喜你！這都是上佳的焊接。如果是紫色或者藍(lán)色，點(diǎn)點(diǎn)頭，也是合格的。如果是藍(lán)白色、白色、暗灰、白色、黃白色，則證明受到了大氣污染，焊縫變脆，延展性差。因此，鈦合金焊接中，必須隔開(kāi)大氣與熔池。一般采用的辦法有兩類：方法一：惰性氣體保護(hù)焊TIG焊。采用氬氣（純度應(yīng)99.99）。等惰性氣體，讓其流過(guò)焊槍，對(duì)電極和熔池進(jìn)行保護(hù)。比如鈦合金等離子TIG焊。方法二：真空焊接。在真空中進(jìn)行焊接，完全防止大氣高溫污染。如電子束真空焊。比如F22的后機(jī)身前后梁，就采用了熱等靜壓鈦合

7、金鑄件的真空電子束焊接結(jié)構(gòu)。此外，鈦合金焊接，還有一整套繁復(fù)多樣的工藝規(guī)則，規(guī)矩真是大了去了。比如：焊前先對(duì)制件及焊絲進(jìn)行酸洗，焊工應(yīng)佩戴潔凈的白細(xì)紗布手套（嚴(yán)禁佩戴棉線手套）。焊接工作盡可能在室內(nèi)進(jìn)行，環(huán)境風(fēng)速應(yīng)0.5m/s，避免受穿堂風(fēng)影響。焊接后真空爐退火消除殘余應(yīng)力，經(jīng)處理的焊區(qū)嚴(yán)禁用手觸摸和接觸鐵制物品。還有焊接坡口、焊流角等等，等等。國(guó)內(nèi)使用方面：關(guān)于鈦合金的先進(jìn)焊接工藝，要從殲11生產(chǎn)線引進(jìn)說(shuō)起。北京航空制造工程研究所王亞軍的文章指出，中國(guó)的殲11生產(chǎn)線廣泛采用了電子束釬焊、擴(kuò)散焊、激光焊、真空釬焊、等離子弧焊及凸焊等工藝。其機(jī)體的焊接零件近萬(wàn)，部件近千，甚至主承力結(jié)構(gòu)都采用焊接

8、技術(shù)。如起落架的電子束焊，鈦合金隔框和梁的潛弧焊，油箱鈦合金下壁板和進(jìn)氣道防護(hù)隔柵采用穿透焊，后機(jī)身的鈦合金蒙皮壁板采用TIG焊和點(diǎn)、縫焊，鋁合金、不銹鋼、鈦合金導(dǎo)管采用TIG焊、感應(yīng)釬焊。SU27/殲11生產(chǎn)線引進(jìn)和建設(shè)的副產(chǎn)品之一，就是震動(dòng)了數(shù)十年鉚接工藝無(wú)處不在的中國(guó)金屬工藝界，確立了中國(guó)航空工業(yè)現(xiàn)代焊接技術(shù)體系，開(kāi)創(chuàng)性了中國(guó)對(duì)先進(jìn)焊接工藝的大規(guī)模研發(fā)和使用先河。以此為起點(diǎn)，中國(guó)逐步掌握了EBW、IFW、VB、自動(dòng)氬弧焊、軌跡氬弧焊和弧焊機(jī)器人、SPF/DB、PAW及低應(yīng)力無(wú)變形焊接技術(shù)，大大促進(jìn)了鈦合金焊接工藝的跨越式發(fā)展。根據(jù)中國(guó)航空新聞網(wǎng)、中國(guó)航空?qǐng)?bào)、新華網(wǎng)等報(bào)道：承力結(jié)構(gòu)焊接：2

9、011年7月，中航工業(yè)制造所消除了大厚度截面深熔電子束焊縫氣孔、空洞、未熔合及根部釘尖等焊接缺陷，形成了大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)低應(yīng)力、小變形電子束焊接制造關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電子束焊接接頭綜合性能與母材水平相當(dāng)。同時(shí)利用該技術(shù)，對(duì)某型鈦合金60mm厚截面電子束焊縫進(jìn)行質(zhì)量控制，在國(guó)內(nèi)首次成功實(shí)現(xiàn)大厚度T損傷容限型鈦合金承力框結(jié)構(gòu)的電子束焊接制造2012年3月，中航工業(yè)制造所向中航工業(yè)成飛交付電子束焊接設(shè)備及鈦合金大型構(gòu)件焊接工藝的儀式在成飛舉行。中航工業(yè)制造所設(shè)計(jì)制造的65立方米高壓電子束焊機(jī)，可完成最大達(dá)4米×2米范圍內(nèi)任何焊縫的焊接，是目前我國(guó)最大的高壓電子束焊接設(shè)備。最大焊接厚度可達(dá)105毫

10、米；在大厚度焊縫成形、缺陷控制以及焊接變形抑制方面取得突破性進(jìn)展，焊后零件整體精度控制在1.0毫米以內(nèi)，焊縫成形和接頭質(zhì)量均滿足相關(guān)要求。高溫粉末合金焊接以上是鈦合金結(jié)構(gòu)件的焊接技術(shù)，如果粉末高溫合金的焊接，就要用到線性磨擦焊（LFW）的工藝。 LFW工藝的效率高，質(zhì)量好，焊縫區(qū)組織極細(xì)，焊接接頭的靜、動(dòng)載力學(xué)性能達(dá)到甚至超過(guò)母材的水平，目前已用作航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉盤的生產(chǎn)工藝。歐洲戰(zhàn)斗機(jī)“臺(tái)風(fēng)”發(fā)動(dòng)機(jī)的3級(jí)低壓壓氣機(jī)整體葉盤、美國(guó)第四代戰(zhàn)斗機(jī)F-22和F-35發(fā)動(dòng)機(jī)上整體葉盤，都是采用線性摩擦焊的頂級(jí)應(yīng)用國(guó)內(nèi)應(yīng)用方面中國(guó)航空新聞網(wǎng)報(bào)道：2003年4月，中航工業(yè)制造所開(kāi)始了20噸線性摩擦焊試驗(yàn)設(shè)

11、備的自主研發(fā)。2006年8月，該所成功實(shí)現(xiàn)了第一件線性摩擦焊試件的焊接；2007年12月，該所成功實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)第一件碳鋼材料壓氣機(jī)整體葉盤模擬件焊接；2008年2月，該所成功實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)第一件鈦合金材料壓氣機(jī)整體葉盤模擬件焊接；2009年9月，該所成功實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)第一件不銹鋼材料風(fēng)扇一級(jí)整體葉盤1:2縮比模擬件焊接從上面披露的信息看，中航工業(yè)制造所的LWF工藝，在2009年前局限于“模擬件”焊接，尚未走出工藝實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入型號(hào)流水線的正式生產(chǎn)。相信他們近幾年已經(jīng)取得了新的進(jìn)展，軍迷們望穿秋水，靜候佳音。零件級(jí)和蒙皮類、型腔類及壁板類結(jié)構(gòu)的對(duì)接拼焊這就要用到激光焊接激光焊接的能量密度高達(dá)106W/cm2以上，焊

12、接速度快、對(duì)母材熱損傷小，采用柔性光纖傳輸?shù)?.06m的Nd:YAG激光，配以可靈活操作的機(jī)械手，可以實(shí)現(xiàn)空間曲線焊縫的自動(dòng)焊接。在歐美等國(guó)在上世紀(jì)80年代末至90年代初，主要將激光焊接用于零件級(jí)和蒙皮類、型腔類及壁板類結(jié)構(gòu)的對(duì)接拼焊。進(jìn)入21世紀(jì)，雙光束激光焊接技術(shù)采用兩束激光對(duì)壁板結(jié)構(gòu)T型接頭兩側(cè)同步施焊，完成蒙皮與加強(qiáng)筋之間的連接，使焊接技術(shù)成功地實(shí)現(xiàn)了從零件級(jí)到部件級(jí)，甚至部件間連接的質(zhì)的跨越。國(guó)內(nèi)應(yīng)用方面：中國(guó)航空?qǐng)?bào)報(bào)道：1995年，在關(guān)橋院士的積極呼吁下，我國(guó)依托中航工業(yè)制造所，建立了高能束流加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。該所高能束流加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，先后建立了10kW光纖激光和3kW Y

13、AG激光以及4kW CO2激光焊接系統(tǒng)，以整體化焊接的鈦合金、鋁合金蒙皮類、型腔類及壁板類結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，成功地將活性劑激光焊接技術(shù)應(yīng)用于飛機(jī)鈦合金蒙皮類和型腔類結(jié)構(gòu)的對(duì)接拼焊。雙光束激光焊接技術(shù)研究也獲得重大突破，并應(yīng)用于飛機(jī)鈦合金壁板類結(jié)構(gòu)蒙皮與加強(qiáng)筋之間的整體化焊接。（見(jiàn)下圖：注意川崎重工的激光器機(jī)器人）圖1：鈦合金雙向加筋壁板結(jié)構(gòu)雙光束焊接此外，中國(guó)百科網(wǎng)2013年報(bào)道，中國(guó)已將鈦合金高純凈激光熔敷焊技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件的再制造上，目前已修復(fù)某進(jìn)口發(fā)動(dòng)機(jī)中介機(jī)匣數(shù)個(gè)，防冰殼體和杯形件數(shù)百個(gè)。四、鍛造工藝金屬加工行業(yè)有一句俗話，叫鑄不如鍛，是說(shuō)鑄造的零件形狀比鍛造復(fù)雜，但是鑄

14、件的機(jī)械強(qiáng)度性能遜于鍛件。航空武器裝備中的重要承力構(gòu)件都是由鍛件制成的，如飛機(jī)機(jī)體的承力框、梁、接頭、起落架，發(fā)動(dòng)機(jī)的盤、軸、機(jī)匣殼體、葉片等。其中，大型鍛件用于制造大型構(gòu)件，屬于機(jī)身結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵件。這其中，當(dāng)然少不了鈦合金的身影：美國(guó)波音747787、A320380的鈦合金起落架，F(xiàn)-16飛機(jī)鈦合金機(jī)身隔框，D-10飛機(jī)的后支承環(huán)，915發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)座，蘇2733飛機(jī)鈦合金大型結(jié)構(gòu)件，GT25000艦用燃?xì)廨啓C(jī)直徑1.2米渦輪盤等都是在大型模鍛水壓機(jī)上模鍛成形的。國(guó)內(nèi)應(yīng)用方面：鈦合金鍛件，特別是大型模鍛件及其坯料的金相組織很不均勻，是業(yè)內(nèi)長(zhǎng)期未能解決的難題。中國(guó)高溫鈦合金的鼻祖曹春曉院士，根據(jù)鈦

15、合金熱變形過(guò)程中再結(jié)晶和相變交叉進(jìn)行的原理，產(chǎn)生了通過(guò)熱變形溫度的交替變換（高低高低）獲得細(xì)小均勻的新晶粒的新思路，利用特定的相變模式優(yōu)化了轉(zhuǎn)變組織形態(tài)，從而創(chuàng)立了高低溫交替熱變形技術(shù)和BRCT工藝。與傳統(tǒng)的+熱處理工藝、熱處理工藝相比，其熱處理工藝在保持原有強(qiáng)度、剛性的情況下，提高斷裂韌性50%以上，降低疲勞裂紋擴(kuò)展速率一個(gè)數(shù)量級(jí)，提高使用溫度20左右，可獲高得多的疲勞強(qiáng)度和拉伸塑性。顯著改善了大鍛件組織性能的均勻性和穩(wěn)定性，為空軍裝備更新?lián)Q代做出了重要貢獻(xiàn)。中國(guó)擁有鈦及鈦合金鍛造生產(chǎn)線，合金擠壓管、軋制和焊管生產(chǎn)線，包括萬(wàn)噸自由鍛、10005400噸快鍛機(jī)等先進(jìn)設(shè)備，可生產(chǎn)直徑為10600

16、毫米的鍛棒以及直徑為2200毫米的薄壁及厚壁管材，最大長(zhǎng)度可達(dá)15米。但是，中國(guó)的超大型模鍛件的生產(chǎn)能力，曾經(jīng)長(zhǎng)期無(wú)法滿足生產(chǎn)的需要，鍛件幾何尺寸、精度、重量、投影面積以及冶金質(zhì)量，同國(guó)外相比有很大差距。根據(jù)遼寧經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)載文沈重總工的報(bào)告，中國(guó)的預(yù)警機(jī)，梟龍和殲10，都有多項(xiàng)大型鍛件和原材料向法國(guó)訂購(gòu)?？墒俏覀冎溃▏?guó)由于大型模鍛壓機(jī)加工能力不足，A380多個(gè)部件都要利用俄羅斯750MN模鍛壓機(jī)加工。您說(shuō)，中國(guó)的差距有多大？21世紀(jì)，改革開(kāi)放20多年后的中國(guó)，積累和追趕的步伐，終于開(kāi)始沖刺和超越。2003年，中國(guó)工程院由師昌緒院士組織了由全國(guó)31個(gè)企事業(yè)單位的五位院士和17位專家，組成了發(fā)

17、展我國(guó)大型鍛壓裝備研究-建設(shè)8萬(wàn)噸模鍛液壓機(jī)及其配套設(shè)備咨詢組，建議在"十一五"期間建造一臺(tái)8萬(wàn)噸級(jí)模鍛液壓機(jī)和一臺(tái)1.5萬(wàn)噸難變形合金擠壓機(jī)。國(guó)家發(fā)改委、科技部、國(guó)防科工委已將其列入中長(zhǎng)期規(guī)劃，并計(jì)劃在"十一五"期間實(shí)施。2012年8月1日，中國(guó)新聞網(wǎng)報(bào)道，飛機(jī)超大型鈦合金結(jié)構(gòu)件，在西安閻良國(guó)家航空高技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地鍛造成功，該鍛件由西安三角公司400MN（即4萬(wàn)噸）大型模鍛液壓機(jī)一次鍛造成功。該鍛壓機(jī)由中國(guó)中冶所屬中國(guó)二十二冶集團(tuán)有限公司承包制造、清華大學(xué)機(jī)械工程系設(shè)計(jì)，是世界上最大的單缸模鍛液壓機(jī)。圖2 四萬(wàn)噸大型模鍛液壓機(jī)試生產(chǎn)中的這個(gè)鈦合金鍛件用的

18、是TC18，整體鍛件投影面積1平方米，這是什么概念呢？美國(guó)生產(chǎn)鈦合金鍛件的專業(yè)公司W(wǎng)yman-Gordon公司，利用美國(guó)最大的450MN模鍛液壓機(jī)制造了F-22中機(jī)身整體隔框閉式模鍛件，整體鍛件投影面積達(dá)到5.67平方米，是迄今為止世界上最大的航空用鈦合金整體隔框鍛件。有差距，是不是？補(bǔ)差的，來(lái)了2013年4月11日，成都商報(bào)報(bào)道，中國(guó)8萬(wàn)噸大型鍛壓機(jī)在二重集團(tuán)大型壓機(jī)車間試產(chǎn)成功，超過(guò)了世界最大的俄羅斯7.5萬(wàn)噸模鍛壓機(jī)。這無(wú)疑會(huì)對(duì)我國(guó)四代機(jī)、大運(yùn)、大客的結(jié)構(gòu)部件加工有巨大的戰(zhàn)略價(jià)值。2013年11月，中航工業(yè)洪都“獵鷹”高級(jí)教練機(jī)翼身連接件鈦合金大型框鍛件精化”精益項(xiàng)目成功實(shí)施。中國(guó)鈦合金

19、超大鍛件的工藝發(fā)展戰(zhàn)略是跟隨創(chuàng)新，即技術(shù)發(fā)展路線是跟隨，具體技術(shù)工藝是創(chuàng)新。與世界先進(jìn)水平的比肩已經(jīng)指日可待五、激光立體成型（3D打?。┕に嚱饘贅?gòu)件“近凈成形”技術(shù)的分支激光成形技術(shù)（Laser Additive Manufacturing), 這是今年最熱的軍網(wǎng)話題，南北二馬之一的北京航空航天大學(xué)材料學(xué)院材料加工工程系主任王華明，已經(jīng)成為軍迷的偶像。對(duì)此，中華網(wǎng)蒼鷹的翅膀和多位大俠已有專帖。兵器迷大致回顧一下鈦合金相關(guān)工藝的發(fā)展進(jìn)程，不再贅述。中國(guó)航空?qǐng)?bào)報(bào)道：1992年，美國(guó)解密其LAM研發(fā)計(jì)劃，受到全球矚目1995年，中國(guó)開(kāi)始鈦合金激光成形技術(shù)的跟蹤研究。2005年7月，中國(guó)成功實(shí)現(xiàn)激光快

20、速成形TA15鈦合金飛機(jī)角盒，TC4鈦合金飛機(jī)座椅支座及腹鰭接頭，等4 種飛機(jī)鈦合金次承力結(jié)構(gòu)件在3種飛機(jī)上的裝機(jī)應(yīng)用。2001-2005年，北航與沈飛研制的LAM構(gòu)件，疲勞、斷裂韌性等主要力學(xué)性能達(dá)到鈦合金模鍛件水平。2006-2010年，北航與沈飛601所研制的LAM構(gòu)件，缺口疲勞極限超過(guò)鈦合金模鍛件近50%、高溫持久壽命較模鍛件提高4倍(在500/480 MPa試驗(yàn)條件下的高溫持久壽命,鍛造TA15鈦合金為48.6 h，激光直接成形鈦合金長(zhǎng)達(dá)235 h)、疲勞裂紋擴(kuò)展抗力提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，研制了迄今世界面積最大的飛機(jī)鈦合金大型結(jié)構(gòu)件激光快速成形工程化成套裝備(零件激光熔化沉積真空腔尺寸達(dá)4

21、000 mm×3000 mm×2000 mm)，具備了使用激光成形超過(guò)12平方米投影面積的復(fù)雜鈦合金構(gòu)件的技術(shù)和能力，2009年，王明華團(tuán)隊(duì)利用激光快速成形技術(shù)，制造出我國(guó)自主研發(fā)的大型客機(jī)C919的主風(fēng)擋窗框，成本5萬(wàn)美元，不到歐洲鍛造開(kāi)模費(fèi)的1/10。2010年，中國(guó)利用激光直接制造C919中央翼根肋，傳統(tǒng)鍛件毛坯重達(dá)1607千克，而利用激光成形技術(shù)制造的精坯重量?jī)H為136千克，節(jié)省了91.5%的材料2010-2013年，成飛和沈飛利用LAM技術(shù)，組裝出殲-20，殲-15、殲-16,和殲-31的部分組件，甚至包括起落架關(guān)鍵部件這是非常難得的進(jìn)步。因?yàn)?D打印的穩(wěn)定質(zhì)量控

22、制有相當(dāng)難度，產(chǎn)品表面光潔度不高，產(chǎn)品內(nèi)部強(qiáng)度抗疲勞特性存在問(wèn)題。能夠作為關(guān)鍵承力件產(chǎn)品在多型號(hào)應(yīng)用，意義非同一般。2013年，西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室下設(shè)的激光制造工程中心，為國(guó)產(chǎn)客機(jī)C919制造了鈦合金翼梁。同年，中航重機(jī)控股子公司中航激光所，展示了獲得2012年度“國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)”的飛機(jī)鈦合金整體關(guān)鍵構(gòu)件（見(jiàn)下圖）激光成形技術(shù)。圖3 中國(guó)3D打印鈦合金飛機(jī)部件2013年1月14日，美國(guó)Sciaky公司宣布使用電子束替代激光，進(jìn)行鈦合金3D打印，制造的零件尺寸可以達(dá)到5.8米×1.2米×1.2米。2013年，中國(guó)航空?qǐng)?bào)報(bào)道，中航工業(yè)制造所從2006年在國(guó)內(nèi)

23、率先開(kāi)展電子束快速成型技術(shù)的研究，經(jīng)過(guò)多年艱苦努力，在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了電子束快速成形技術(shù)在飛機(jī)制造上的首次應(yīng)用。中國(guó)人趕超的腳步，沒(méi)有最快，只有更快。國(guó)內(nèi)鈦合金加工領(lǐng)域，近年來(lái)捷報(bào)頻傳，可喜可賀。但另一方面，也應(yīng)當(dāng)看到，即使在鈦工業(yè)大國(guó)中國(guó)，高溫鈦合金的加工，與鎳基、鐵基等所有高溫合金加工一樣，仍然是難上難。難到什么程度? 報(bào)載，中國(guó)材料大師師昌緒發(fā)明的某高溫合金出來(lái)20多年，才終于有合適的工藝將之用在某型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)上。而大規(guī)模批產(chǎn)這樣的合金用于該發(fā)動(dòng)機(jī)，則依然是擺在冶金人面前的一道難題。加工鈦合金工藝發(fā)展的現(xiàn)實(shí)，再一次提醒我們：航空航天工業(yè)的整體進(jìn)步，需要理論大師，需要材料大師，同樣的，也需要工藝大師和大工匠。否則，設(shè)計(jì)和研