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在重工业中有一个机器,全球只有3个国家能造出来,没有它,飞机、航母、火箭的制造都是问题。曾经我国想和俄罗斯达成这项技术的合作,没想到却被拒绝,我国就一怒之下自主研发,如今我国已经达到了世界领先的水平。
它就是超大吨位模锻压力机,能够通过万吨级别的压力,将金属胚料锻造成所需要的复杂精密部件,不论是航空、国防,还是能源等领域都有着重要作用。
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我国深知它的重要性,一直以来也都在不断研发,虽说性能不是最顶尖的,但也够用了。
直到2010年的时候,我国的航空工业正处在快速发展时期,所研发的歼-20等先进战机需要大型的模锻压力机,以此来生产粗活高强度的机身框架,还有战机所需要的大功率发动机等关键部件。
但有一个现实的难题摆在了所有人的面前,当时我国最大的模锻压力机仅仅只有3万吨,根本无法满足需求,如果等研发,那这个项目的进度就不知道要拖到什么时候了,时间实在是不允许。
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没办法,只能去向别人买更大吨位的模锻压力机,当时全球只有美国和俄罗斯能造,当时俄罗斯拥有全球最先进的7.5万吨的模锻压力机,并且在航空航天领域中也有积累了丰富的经验。
再三思考下,我国就将目标投向了我们的邻居俄罗斯,当时为了加快歼-20的研发进程,我国拿出了相当大的诚意,愿意支付高额的技术转让费,希望俄罗斯将他们7.5万吨的模锻压力机的制造工艺卖给我们。
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但是俄罗斯直接就拒绝了,其负责人直言,这种核心技术是俄罗斯的“国宝”,绝对不会转让,并且还扬言,如果中国自己造,那么至少需要20年的时间。
这次拒绝之后,彻底激发了中国科研人员的决心,别人能造的,我们同样可以,于是国家就立马启动了8万吨的模锻压力机的自主研发项目,由中国二重机械集团牵头,联合了国内20多家单位,组建了500多人的研发团队。
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就这样,8万吨位的模锻压力机的研发之路开始了,可这东西哪能那么容易,既需要承受巨大的吨位,同时还要有极其精确的控制系统,完成其中一个就已经非常难了,何况还是同时满足这两个条件。
要想让模锻压力机承受足够的重量,那就要有巨型的机架,它的材料是最为关键的,为此科研团队没日没夜的研究,设计图纸不知道画了多少张,最后想到了在真空环境下进行脱气重熔的方法,成功炼制出纯净度达99.99%的巨型钢胚。
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而在之后的焊接过程中,不仅需要技术,还要控制焊接的时间,因为焊接的顺序一旦错误,就会让钢材发生变形。
所焊接的机架是由4根36米高的C形钢板拼接而成,其中1根的重量就有250吨,焊接的总长达到了10公里,更加夸张的是,要将1200摄氏度的焊接缝隙,在20秒之内完成冷却,难度可想而知。
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在经过无数的尝试之后,科研团队的成员之间达成了极为默契的配合,将焊接顺序优化到了极致,在焊接结束后,机架钢材的变形量控制在了只有0.1毫米之内。
外形的机架有了,那就轮到内部的液压控制系统了,超大吨位的模锻压力机需要8个液压缸同步输出压力,才能将压力达到最大,而这中间的误差不能超过1%。
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科研团队想到了运用电信号,通过能够位移的传感器来达到实时反馈,最后成功让8个液压缸的压力波动小于0.5%。
就这样,科研团队再攻克了一个又一个的难关,经过10年的奋战,我国的8吨模锻压力机成功问世。随后歼-20的整体机身框架立马投入生产,通过该模锻压力机生产的关键部件,使得战机的结构强度提高了30%,重量也减轻了15%。
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不仅如此,通过它还能代替多种原有的进口关键部件,节省成本超过百亿元,更重要的是,这直接打破了国外的技术垄断,让中国制造扬眉吐气。
那我国的模锻压力机和俄罗斯的相比,性能如何呢,看看数据就知道了,首先就是最大压力的吨位,我国最大能达到8万吨,比俄罗斯还多了0.5万吨。在模具的寿命方面,我国的能够使用1.2万次,而俄罗斯的有8000次。
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最为关键的是,我国的模锻压力机已经完全实现全流程的数字化,还引入了AI算法,比俄罗斯的半自动化要先进得多,中国的模锻压力机凭借着先进技术已经引领世界。
随着模锻压力机的问世,它还带动了相关产业链技术的提升,比如说,为了满足它对材料的极端要求,我国就研发出了特种模具钢,寿命相较于传统的钢提升了40%,目前已经在核电以及燃气机等领域。
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如今我国自主研发的模锻压力机,已经应用在了多个领域。比如长征五号火箭的助推器壳体,以及发动机等部件,就是通过它锻造的,相较于之前重量减少了20%。
还有C919大型飞机,它就锻造了飞机的起落架,让该飞机能承受70吨的着陆冲击力,并且材料的利用率从30%提高到了65%,大大节省了成本。
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如今我国已经启动了12.5万吨多向模锻压力机的研发,计划在2028年投产,如果研制成功,那成型的精度还可以再进一步,达到0.02毫米之内。
与此同时,其智能化也在加速升级,数字孪生技术将使得模锻压力机的故障预测准确率提升到95%,生产效率再提高20%。
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从被俄罗斯拒绝到主导国际标准,从技术封锁到全球的领军者,中国超大吨位的模锻压力机的制造过程,是一次伟大的逆袭,它不仅锻造了众多国之重器,更是让全世界都看到了在中国制造的实力。
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信息来源:人民网 中国8万吨模锻压机助力歼11:有人千方百计刺探
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信息来源:新华网 “钢骨”是这样锻成的
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信息来源:陕西省工业和信息化厅 全球最大12.5万吨多向模锻液压机及智能产线项目开工
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