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上一版3  4下一版 2023年8月23日 星期 放大 缩小 默认
C919“铁骨”锻成记
□ 廖天航 姜笑

8月11日上午,“重装之都”四川德阳,在巨人般的国机集团中国二重万航模锻重装厂区8万吨模锻压力机前,一场特殊的颁奖仪式正在举行。

罗恒军、叶林伟、张海成、曾德涛,中国二重万航模锻C919大型航空模锻件研制团队的4名成员代表从中国商飞C919大型客机项目负责人手中接过了金灿灿的“大飞机奋斗者”奖盘。

看着场下100多名激动鼓掌的“战友”,罗恒军的思绪不禁回到了15年前的那一刻。

“一定要实现大飞机重要锻件国产化”

2008年,刚西北工业大学材料学院毕业的罗恒军,放弃了去国外深造的机会,来到的中国二重。

其时的中国二重,正处在新一轮攀登的起点。

2007年,伴随着大飞机重大科技专项的立项,为了实现航空模锻件整体化,满足大型飞机对综合性能、可靠性和寿命的要求,解决制约我国航空航天和装备制造业发展的难题,国务院正式批准中国二重已经论证准备了3年的“8万吨模锻压力机项目”立项研制。

这是我国工业制造领域的一项重大基础性工程。此前,世界上最大型的模锻压力机是俄罗斯7.5万吨模锻液压机,此外全球也只有极少数国家拥有4万吨以上的大型模锻压力机。

“一定要实现大飞机重要锻件国产化!”

2013年4月10日,15层楼高、自身总重量达2.2万吨的8万吨模锻压力机傲然挺立在德阳模锻厂房内,正式进入试生产阶段,这标志着中国正式“加入”拥有世界最高等级模锻装备国家的行列。在齐心协力攻坚大压机的同时,中国二重开始了对C919结构制造的全面参与。

“早在2010年我就和大飞机结缘,接触到C919项目的第一个产品是中央翼缘条锻件,它是飞机最长最大的钛合金关键承力锻件。”2023年5月,缘条的最新优化方案被提出,罗恒军已与C919项目相伴13年,曾荣获C919国产大飞机首飞一等功。

“如果说缘条锻件是飞机的‘肋骨’,那么起落架就是飞机的‘双腿’。”已担任中国二重万航模锻技术总监、C919大飞机模锻件项目总负责人罗恒军说,“主起落架是支撑整架飞机重量的部件,也是飞机上最重、最复杂的关键承力锻件,C919落地瞬间需要主起落架能够承受70多吨的冲击载荷。这些关键部件的性能直接关系到飞机的整机安全,因此对供应商的要求非常高。”

2011年,在中国商飞公司的“牵线”下,全球知名起落架供应商德国利勃海尔公司的质量检验审核专家来到中国二重万航模锻考察,罗恒军是陪同人员之一。

列出了待整改的15项问题之后便匆匆离开了。”

为全力争取C919起落架锻件项目,试验团队破釜沉舟,光在试验阶段就制造了30件起落架。经过整整3年的试验和改进,中国二重万航终于在2014年通过了利勃海尔公司质量体系审核。

为了确保C919的起落架完全符合严苛的标准,研发团队用2500多个日日夜夜画了上千张图纸,开展了几百次模拟、预制以及工艺迭代优化工作,攻克了10余项重大技术。

2018年7月,中国二重万航模锻所承担的C919大飞机主起外筒锻件成功通过中国商飞公司、利勃海尔公司技术与质量专家为期10天的联合现场审核。最终,7年磨一剑,C919大飞机主起落架关键锻件实现国产化。

“起落架提升了C919大飞机材料国产化率,我们已经有了走向更高未来的坚实基础。”罗恒军表示。

收获新的控制理念和制造方法,这比黄金还宝贵

装备是基础,工艺是保障。解决了关键的锻造装备和顶层技术方案问题后,锻造工作就取决于工艺设计水平和生产锻造能力了。

刚参加工作就加入到大飞机锻造项目的张海成,就“幸运”地遇到这个挑战。2014年,国内关于大型航空模锻件的工艺领域几乎是一片空白。“我们能够查阅到的有效资料极少,在制定工艺方案时,基本上处于摸着石头过河的状态。”据张海成介绍,每个产品的工艺规范大概有20项,整个大飞机锻件有将近70个产品。

回忆起这一路走来的爬坡过坎、峰回路转,张海成归功于持续地进行“技术迭代”:一个工艺方案迭代了上百次属于常事。“工艺优化是一个持续的过程,不可能一蹴而就,也不是在制定完工艺方案后就一成不变。我们一直在不断迭代优化,持续改进并管控成本。”

现任中国二重万航模锻副总锻冶师、高级技术专家的张海成,总结了C919锻造项目带来的收获:“最宝贵的财富当属工业路径被打通,产品、规范、管控和方法能够在行业里被持续运用,为产业链提供了一个可以借鉴的模版。”

工艺技术专家是这样的体会,掌握最后工序的操作手也有着同样的共鸣。

叶林伟,2009年进入中国二重,成为蒸汽锤锻岗位的一名操作手。2012年,“过五关斩六将”成为8万吨模锻压力机的首位操作员,跟团队一起创造了精密缘条锻件等C919多个首条、首件锻件“一锻成型”的精彩纪录。

C919的缘条精密钛合金锻件,是连接机身和机翼的关键承力产品,技术要求锻件尺寸精度必须严格把控欠压尺寸,并且从坯料到成品要一次成型。这就需要将锻件温度损失精准控制在100摄氏度以内,整个操作流程要在50秒之内完成。面对大家期盼的目光,叶林伟稳稳地操作大压机,在工友们的配合下,完成了锻件从取件、转运、定位、锻造等工序,实现了一锻成型。

“对于操作手来说,‘定位’环节是最考验技能的地方。”谈到自己的工作特点,叶林伟滔滔不绝。据他介绍,由于模具型槽存在高低点,当压机横梁带动上模接触锻件高点时,锻件低点会因为杠杆原理产生偏转,如果不及时纠偏,会因为压机速度慢,不能快速定住锻件低点导致定位失败。因此,这一操作过程要流畅干脆,考验的是操作者对设备的熟练、对模具的把控和整个操作过程的一锤定音。正是凭借对8万吨模锻压力机液压系统的深入了解和这些年无数工件的锻造经验练就的精湛技艺,叶林伟和队友们一次次高质量完成了锻造任务。

这精彩和成功的背后是曾经的失败和深深的感悟。

前期在一次与外方合作过程中,产品生产完成,出厂检验合格,但因为过程记录有瑕疵,用户提出异议,产品无法发出。

这个当头一棒让有关的技术管理人员和生产操作人员至今难以释怀。

痛定思痛,叶林伟跟技术难点较上了劲,主动跟技术人员一起加强生产流程控制,在生产过程细节上分析、实践,再分析、再实践,形成固化。在大家的努力下,工序的过程记录问题得到了改善,建立了新的生产操作标准,做到了过程可控,并让每一个工件拥有了自己的“身份证”。

这是一次颠覆性的生产过程和标准重建。叶林伟将自己的操作经验整理编写成《8万吨模锻压力机操作手册》《800MN操作SOP及异常处置办法》等,系统梳理了压力机的操作流程,总结出烤模、物料准备、装炉加热、锻造生产等8个压机跨标准化流程SOP,汇总成册,为大型模锻件的质量提升和标准化生产打下了基础,保证了连续成功压制出C919大飞机主起外筒、机身框梁结构件等代表我国最高水平的大型高端航空模锻件。

“在此期间,C919让我们收获了一种新的控制理念和制造方法,培养了一支高精尖的制造团队和人才队伍,这是比黄金还宝贵的东西。”罗恒军对大飞机的“牵引力”有着独到的解读。

C919一飞冲天,那一刻觉得自己做的事情很有意义

在中国二重万航模锻厂区内,一条“立志航空报国,锻造航空精品”的红色标语高高悬挂,传达出全体万航模锻人“建设世界一流航空模锻件供应商”的强烈愿景。

穿过一座座厂房,工作人员在压力机周围熟练地操作着,金属碰撞的声音在厂房里回荡。道路尽头是大型航空模锻件劳模创新实验室,虽不占据太大的空间,却孕育着不少创新成果——C919机身钛合金锻件、C919主起外筒模锻件、ARJ21支线飞机钛合金锻件等一系列重要产品就是在这里研制出来的。

15年砥砺前行,中国二重万航模锻先后为C919研发锻压出主起落架关键模锻件等130多件关键承力锻件,8万吨压力机已经成为中国高端航空锻造的一张新名片。其技术成果也成功推广应用到多项国际民机起落架产品中,让国机集团中国二重万航模锻跻身世界一流起落架锻造制造商行列。

“我想得更多的是确保我们生产的每一件产品装配上大飞机后不出现任何纰漏,毕竟它关乎着乘客的生命安全。只有通过严格的产品质量把控,才能对得起我们所肩负的艰巨使命。”对于产品质量,叶林伟有着清醒而警觉的认知。

张海成并不满足于产品交付,时刻关注C919进展的他表示:“民用飞机除了对安全性和可靠性有很高的要求外,成本也是一个重要因素,C919飞机投入市场运营后,保证商业性和经济性同样十分关键——这是我们努力的方向。”

而作为中国二重万航模锻民机型号总师,36岁的曾德涛瞄准的是全过程锻造数字化。

“无模拟,不生产。”他解释道,过去,传统方法是通过用假料反复试错来验证工艺方法,导致国内制造商普遍与国外业态存在较大差距,“通过中国商飞的渠道和海外模拟专家指导,我们把数值模拟技术运用到8万吨大压机的试制过程中,大大减少了试错成本。”

“通过数值模拟软件,我们可以清楚地看到内部变化。在使用假料时,你必须破坏这个部件,然后才能了解其内部形状和流线。通过数值模拟,在电脑里实现可视化,剖开了内部流线状态,还包括变形量的分布状态,这对我们提高认识和产品性能有很大帮助。”曾德涛算了一笔账,实现全流程数值模拟后,不仅可以简化工序,还可以降低20%左右的成本。

罗恒军经常在梦里坐着C919大飞机飞过家乡的天空,乡里乡亲都跑到空地上和他亲切地挥手:“以前,我一直认为自己的工作是很平凡的,直到去年在浦东机场看见C919交付起飞,亲眼看着他像孩童一样蹒跚学步到步伐稳健,再到一飞冲天,进入航线,那一刻我觉得自己做的事情是很有意义的!”

文字编辑 陈伟宁 摄影 刘伟

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