El aluminio aeroespacial de China se encuentra entre los países poderosos del mundo
Muchos países han aterrizado en la Luna y Marte, y los materiales de aluminio aeroespaciales están dando la bienvenida a nuevas demandas.
El 13 de febrero, Rusia anunció un plan para construir una estación de investigación científica lunar con mi. país. Actualmente, ambas partes están estudiando la implementación técnica del proyecto. Estados Unidos también está trabajando en un proyecto similar y está avanzando rápidamente. Pronto se dará a conocer una base lunar estadounidense. 2021 es el año para que los humanos conquisten Marte y hagan realidad sus sueños. Desde el comienzo de la exploración espacial humana, Marte ha sido uno de los planetas más visitados. La nave espacial estadounidense "Mariner 4" envió el primer lote de superficie de Marte. 1964. foto. Desde principios de febrero de 2021, sondas de tres países (EAU, China y Estados Unidos) tienen previsto aterrizar en Marte. La sonda "Hope" de los EAU entró en órbita alrededor de Marte el 19 de febrero, haciendo historia el día 2 de hoy; , la sonda china "Tianwen-1" hizo lo mismo y realizó la misma operación y aterrizará en Marte en mayo.
China, Estados Unidos, Rusia, la Unión Europea, Japón, India, Emiratos Árabes Unidos y otros países han lanzado o se están preparando para lanzar sondas a la Luna y Marte, lo que supone una nueva demanda para el sector aeroespacial. Materiales de aluminio. Los materiales de aluminio de alta gama y los materiales compuestos a base de aluminio desempeñan un papel extremadamente importante en la fabricación de equipos para naves espaciales y sistemas de lanzamiento de cohetes y son un material indispensable. En la actualidad, muchas empresas de nuestro país pueden producir diversos materiales de aluminio aeroespacial en lotes. Entre la masa neta de materiales para cohetes, el aluminio representa más del 94% de la masa neta de materiales estructurales de naves espaciales, también el aluminio y los materiales compuestos a base de aluminio. representan aproximadamente el 75%.
Aluminio: la columna vertebral de los cohetes de lanzamiento de naves espaciales y piezas estructurales
El aluminio aeroespacial se puede dividir aproximadamente en dos partes: una es para el lanzamiento de cohetes y la otra es la estructura de la nave espacial. uso mismo. Desde el comienzo de la industria aeroespacial, el aluminio y los materiales compuestos a base de aluminio han estado estrechamente relacionados con la industria aeroespacial. No solo se han utilizado ampliamente, sino que también son materiales clave indispensables. Aunque no se puede decir que exista sin aluminio. Hoy en día, con una industria aeroespacial tan próspera, no es exagerado decir que sin las aleaciones de aluminio, la trascendental industria aeroespacial actual se habría retrasado al menos veinte o treinta años.
Las aleaciones de aluminio utilizadas en naves espaciales y cohetes incluyen principalmente tipo 7078, tipo 2024, aleación Al-Li, etc.; tanques de hidrógeno líquido, tanques de oxígeno líquido, dispositivos de control, anillos de conexión de refuerzo para lanzamientos de cohetes. Todos están hechos de este tipo de material de aleación.
Especial de construcción de aluminio espacial de Chang Wu Ben
A las 20:43 del 3 de noviembre de 2016, el vehículo de lanzamiento de nueva generación de mayor empuje de China, Long March 5, se lanzó desde Wenchang Aerospace en la provincia de Hainan, China. El sitio de lanzamiento se elevó hacia el cielo con una explosión y entró en la órbita predeterminada unos 30 minutos después. La primera misión de lanzamiento del cohete portador Gran Marcha 5 fue un completo éxito. Este sonido estremecedor que atravesó el cielo conmocionó a toda la Tierra, marcando que China había cruzado el umbral de las potencias aeroespaciales y entrado en el club de las potencias aeroespaciales mundiales.
Aunque no hay ningún informe en los medios sobre con qué tipo de aleación de aluminio están soldados los tanques de almacenamiento de hidrógeno líquido y oxígeno líquido del cohete Gran Marcha 5, si los tanques de almacenamiento de hidrógeno líquido u oxígeno líquido utilizados para lanzar grandes Los cohetes en el extranjero son Estados Unidos, Japón y Europa están todos soldados con aleación 2219, por lo que el autor cree que los tanques de almacenamiento de oxígeno líquido y combustible de baja temperatura del Gran Marcha 5 también deben soldarse con placas gruesas de aleación de aluminio 2219 (6 mm 10 mm), y las placas deben ser producidas por fábricas afiliadas a China Aluminium Corporation. Tienen 60 años de tecnología y experiencia en la producción de materiales de aluminio para aviación y han obtenido la certificación del departamento aeroespacial. Además, en 2015, una empresa de Wuxi forjó anillos de soporte aeroespaciales utilizando aleación 2219, con un diámetro exterior de 8,7 metros y un diámetro interior de 8,32 metros.
Muchos países han aterrizado en la Luna y Marte, y los materiales de aluminio aeroespaciales están dando la bienvenida a nuevas demandas. Los materiales de aluminio aeroespaciales de China se han convertido en uno de los países poderosos del mundo.
Como se ha convertido China. Una de las potencias aeroespaciales y países poderosos del mundo, los materiales de aluminio aeroespacial tienen Los materiales de aluminio, materiales compuestos a base de aluminio, piezas de aluminio, etc. requeridos por la industria (excepto piezas individuales) son todos autosuficientes, y algunos son los primeros en el mundo y se encuentran entre los líderes del mundo, como la aleación integral de aluminio de 10 m de diámetro para los anillos del sistema de cohetes, los lingotes de aleación AI-Li de gran diámetro depositados por pulverización y los tochos de forja por extrusión, etc.
En China se fabrican grandes anillos forjados con un diámetro de 10 m
Desde 2003, con el rápido desarrollo de la industria aeroespacial de mi país, el diámetro de los anillos forjados de aleación de aluminio necesarios para altas -Los cohetes de propulsión y las naves espaciales han aumentado continuamente, existe una necesidad urgente de anillos forjados con diámetros de 5 m o más. Además del campo aeroespacial, también se necesitan anillos forjados de aleación de aluminio de gran diámetro en los campos de mediano y largo plazo. misiles estratégicos de largo alcance y artillería a bordo de barcos. Anteriormente, debido a la capacidad limitada del equipo, Northeast Light Alloy Co., Ltd. (conocida como "Dongbei Lighting Company") solo podía producir anillos forjados con un diámetro máximo de 2,9 m. Además, el proceso de producción estaba al revés y la relación de alimentación. Era grande y la tasa de rendimiento era baja, lo que ya no podía satisfacer las necesidades del desarrollo de la industria aeroespacial de mi país. Como base de procesamiento de aleaciones de aluminio y magnesio de China, Dongqing Company revisó la situación y decidió desarrollar de forma independiente una línea de producción de laminación de anillos. En 2004, Dongqing Company incluyó la línea de producción de laminación de anillos como uno de los proyectos de construcción clave de ese año y comenzó a fabricar el equipo en junio de 2005. En marzo de 2006 se completaron los trabajos de instalación de la línea de producción de laminación de anillos.
En junio de 2006, líderes de la Academia de Ingeniería Aeroespacial de China fueron a la Compañía Dongqing para investigar el progreso de la participación de la Compañía en el desarrollo de los anillos forjados de aleación de aluminio de diámetro ultra grande necesarios para el "Proyecto Chang'e" y revisaron el proyecto de la Compañía Dongqing. Plan de diseño y serie de trabajos Totalmente afirmados. El 12 de septiembre de 2006, Dongqing Company completó con éxito una prueba y laminó un anillo forjado de aleación de aluminio con un diámetro de 4 m. No sólo el laminador de anillos cumplió con los requisitos de diseño, sino que la diferencia máxima de temperatura del horno de enfriamiento fue de solo 29. °C, cumpliendo plenamente con los estándares de diseño.
El 30 de diciembre de 2006, se produjo el anillo forjado de aleación de aluminio más grande de China en ese momento en la línea de producción de laminación de anillos diseñada y fabricada por Dongqing Company con derechos de propiedad intelectual completamente independientes, con un diámetro de 5,15. m, 340 mm de ancho y 100 mm de espesor, la empresa se ha convertido en pionera en anillos de forja de cohetes en China.
En diciembre de 2014, Wuxi Parker Heavy Casting and Forging Co., Ltd. también laminó con éxito el anillo forjado de aleación de aluminio 2219 más grande de China. El diámetro exterior de esta forja es de 8,7 metros, el diámetro interior es de 8,32 metros y la altura es de 0,35 metros. Actualmente es el anillo forjado de aleación de aluminio 2219 más grande de China. Su aparición ha superado muchas tecnologías clave en el laminado CNC nacional. Formación de anillos de anillos de aleación de aluminio 2219, alcanzando la posición líder en el nivel de la industria.
Los anillos forjados de gran tamaño se pueden utilizar ampliamente en la generación de energía eólica, la industria petroquímica, la maquinaria minera, las centrales eléctricas, el sector aeroespacial, las turbinas de energía nuclear y otros campos. El anillo forjado de aleación de aluminio 2219 más grande fabricado por Parker es actualmente un componente clave de cierto tipo de cohete. El desarrollo exitoso de este anillo ha promovido la transformación exitosa de esta empresa privada de alta tecnología y ha ingresado al campo de los productos de apoyo aeroespacial.
Se informa que el anillo de aleación de aluminio involucra múltiples industrias y tecnologías clave. Posteriormente, la empresa continuó llevando a cabo investigaciones de procesos sobre tratamiento térmico de anillos, alivio de tensiones y mecanizado general para garantizar que la forma y el rendimiento de las piezas cumplieran con los requisitos técnicos y de uso del producto.
A principios de agosto de 2015, el proyecto “Desarrollo de espacios en blanco de forja de aleación de aluminio de especificaciones ultragrandes para cohetes de alto empuje” de Guangxi Nannan Aluminium Processing Co., Ltd. pasó la evaluación y aceptación por parte de Guangxi Zhuang. Comisión de Industria y Tecnología de la Información de la Región Autónoma y cumplió con los requisitos a gran escala. La producción de anillos integrales de aleación de aluminio es un material clave necesario para los principales proyectos nacionales de cohetes de carga pesada que se desarrollarán durante el período del "Decimotercer Plan Quinquenal" de mi país. .
A través de la introducción, absorción y reinnovación, Nannan Aluminium Company ha construido la línea de producción de fundición y fundición de aleaciones de duraluminio más avanzada del mundo. Ha investigado y desarrollado refinación, desgasificación y filtración de fusión uniforme en múltiples etapas. y la fundición de lingotes y otras tecnologías han resuelto importantes problemas técnicos, como la purificación de la masa fundida de alta pureza, la fundición semicontinua de lingotes de gran tamaño de alto rendimiento y el control de la uniformidad de la microestructura, y han producido aleaciones de duraluminio de gran tamaño. lingotes con un diámetro de 1320 mm y una masa de más de 20 t. En cooperación con unidades de aplicaciones aeroespaciales, logramos la fabricación de un anillo integral de aleación de aluminio de 8500 mm de diámetro por primera vez en el mundo.
La Comisión de Industria y Tecnología de la Información de la Región Autónoma Zhuang de Guangxi organizó un grupo de expertos en aceptación compuesto por unidades de aplicación y diseño aeroespacial para realizar la evaluación y aceptación del proyecto. El grupo de expertos consideró que el proyecto completó todos los requisitos. Los indicadores establecidos en la declaración de misión y la tecnología general han alcanzado el nivel líder nacional e internacional avanzado, y acordaron por unanimidad aprobar la evaluación y aceptación.
A las 11:39 del 10 de abril de 2014, cuando la máquina laminadora de anillos dejó de girar lentamente, el primer vehículo de lanzamiento nuevo de 9 m desarrollado conjuntamente por Chinalco Southwest Aluminium y Tianjin Special Steel Precision Forging Co., Ltd. Se ha desarrollado con éxito una pieza de anillo integral de aleación de aluminio de gran tamaño. Este es actualmente el mayor nivel de anillo integral de aleación de aluminio del mundo.
El desarrollo de anillos integrales de aleación de aluminio ultragrandes de 9 m de nivel es el primer paso de Chinalco desde que desarrolló con éxito la tecnología de laminación de anillos de 5 m de nivel y puso fin a la historia de la incapacidad de mi país para producir aleaciones de aluminio de gran tamaño. anillos gigantes. ¡Otro avance histórico en el campo de los nuevos materiales aeroespaciales!
En los últimos años, con el desarrollo de la principal industria de fabricación de maquinaria y equipos del país, ha habido una necesidad urgente de piezas de anillos a gran escala de alto rendimiento. convertirse en un símbolo de las capacidades manufactureras básicas del país y una importante garantía para la defensa nacional. En 2012, cuando el Grupo de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China realizó una investigación de materiales, planteó la demanda de anillos de aleación de aluminio ultragrandes de 9 m de altura.
Los procesos de fabricación tradicionales para piezas de anillos ultragrandes son principalmente fundición y soldadura, pero ninguno de los procesos puede cumplir con los requisitos de rendimiento necesarios para soportar condiciones de trabajo severas, como cargas pesadas, alto impacto, temperaturas ultrabajas, etc. Se debe utilizar un proceso de fabricación holístico. Sin embargo, en este momento, la tecnología de investigación y desarrollo de anillos integrales de nivel 9 m todavía está en blanco en China. La amplitud tecnológica de las piezas de anillo es enorme desde el nivel de 5 m hasta el nivel de 9 m. Con el fin de satisfacer las necesidades nacionales y ocupar las alturas dominantes de la industria, el Grupo Chinalco estableció un equipo de investigación y desarrollo de tecnología de anillos en Southwest Aluminium en 2014, y se lanzó oficialmente el trabajo previo a la investigación.
Para cumplir con los requisitos de diseño de anillos, es necesario superar muchos problemas técnicos centrales clave, como la fundición de lingotes de anillos, el perfilado, el tratamiento térmico, la deformación en frío, etc., y todo el trabajo de investigación y desarrollo debe empezar desde cero.
Cumplir los requisitos para el lingote en bruto del anillo integral es la primera "tuerca dura" que el equipo de I+D debe superar. En 2014, el equipo de I+D comenzó a investigar sobre lingotes de aleación ultragrandes.
En solo tres meses, el equipo de I+D se basó en la innovación independiente para desarrollar herramientas de fundición de apoyo, explorar tecnologías y procesos de fundición clave, superar las dificultades en la formación de lingotes de gran tamaño y fundir un lingote redondo de 1350 mm de diámetro que cumple con los estándares técnicos. base sólida para el éxito del trabajo de desarrollo posterior. En los siguientes seis meses, Southwest Aluminium logró avances en las dos tecnologías clave de forjado en bruto y conformado por laminación, y laminó con éxito un anillo integral de aleación de aluminio cuyo tamaño cumple completamente con los requisitos de diseño. La superficie del anillo es lisa y libre de defectos. el tamaño está totalmente a la altura del estándar y la precisión supera las expectativas.
El 25 de agosto de 2016, Southwest Aluminium laminó con éxito un anillo integral de aleación de aluminio de 10 m de altura para vehículos de lanzamiento de servicio pesado, estableciendo una vez más un nuevo récord mundial para anillos integrales de aleación de aluminio. Esto significa que las capacidades de hardware de los equipos de exploración del espacio profundo de mi país han mejorado enormemente y Southwest Aluminium ha logrado una vez más un gran avance en la tecnología de desarrollo de anillos integrados ultragrandes.
En los últimos años, Southwest Aluminium ha proporcionado productos para importantes proyectos nacionales, como la serie de cohetes "Larga Marcha" de mi país, la serie de naves espaciales "Shenzhou", la serie de satélites de exploración lunar "Chang'e", Grandes aviones de producción nacional y el radiotelescopio más grande del mundo. Una gran cantidad de materiales clave han hecho contribuciones sobresalientes a la construcción de la defensa nacional de mi país y al desarrollo de la industria aeroespacial.
Anillo forjado de aleación de aluminio de nivel de 10 metros
Se entiende que el anillo de aleación de aluminio ultragrande de nivel de 10 metros se utiliza para conectar la sección del cañón del arma pesada. El tanque del vehículo de lanzamiento, las partes delantera y trasera y el espacio de la caja del cohete. Las partes estructurales clave entre los segmentos son materiales clave para que mi país pueda lograr nuevos avances en el desarrollo de vehículos de lanzamiento de servicio pesado. Su tecnología de fabricación es importante. problema que es urgente superar en el trabajo de desarrollo.
“La estructura del cuerpo del cohete del vehículo de lanzamiento de servicio pesado es una estructura ultragrande de paredes delgadas que presenta dificultades como una gran escala geométrica, baja rigidez estructural, alta precisión de forma y un entorno de servicio hostil. Esto significa que, como componente estructural clave, el proceso general de fabricación de anillos enfrenta nuevos desafíos técnicos ", dijo Li Yong, gerente general y subsecretario del Comité del Partido de Aluminio del Suroeste, en comparación con 9 m de anillos sólidos de aleación de aluminio, 10 m. Los anillos macizos de aleación de aluminio tienen que soportar cargas pesadas, altos impactos y temperaturas ultrabajas. Además, a medida que aumenta el diámetro, el desarrollo se vuelve más difícil.
Southwest Aluminium proporciona el 95% de los anillos forjados de aleación de aluminio necesarios para varios vehículos de lanzamiento actualmente en uso en China. Southwest Aluminium actualiza continuamente las especificaciones del producto, el rendimiento técnico y los registros nacionales y extranjeros de los anillos forjados de aleación de aluminio para uso aeroespacial, proporcionando una garantía de material confiable para el desarrollo de la industria aeroespacial de China.
Se han utilizado con éxito dispositivos de material compuesto de aleación de aluminio en el sistema Beidou.
Se han utilizado con éxito una variedad de materiales y dispositivos relacionados del Instituto Shenyang de Investigación de Metales de la Academia de Ciencias de China. en el sistema global de navegación por satélite Beidou-3. Una serie de materiales compuestos multicomponentes a base de aluminio desarrollados por el grupo de investigación de materiales compuestos se han utilizado con éxito en las estructuras ópticas de los satélites Beidou y en los portadores de disipación de calor de más de 20 satélites Beidou. 'Módulos de potencia. En comparación con las aleaciones tradicionales de aluminio y titanio, los materiales compuestos a base de aluminio tienen las ventajas de baja expansión, alta conductividad térmica, alto módulo elástico y buena estabilidad dimensional, y pueden cumplir mejor con los requisitos de alta precisión y alta confiabilidad de piezas estructurales como sistemas láser; en comparación con los materiales de disipación de calor de cobre de tungsteno y cobre de molibdeno, la baja densidad de los materiales compuestos a base de aluminio puede reducir el peso del portador de disipación de calor del módulo de potencia en más del 70%. Los materiales compuestos a base de aluminio antes mencionados desempeñan un papel importante en la precisión de las comunicaciones láser y en el diseño ligero de los satélites.