- 信息来源:陈莉 何晓雯 周如君
- 发布日期:2024-08-07 09:42
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“吱—吱—”,随着液压机轻微作业声响,一枚乳白色的型芯从模具里脱出。型芯轻薄如包装纸,大小似名片,上面密布发丝粗细的螺纹和小孔。从乳液到型芯,生成一枚约需2分钟。这是记者在兴化市荻垛镇兴东铸钢有限公司陶瓷型芯车间看到的一幕。
“这是‘半成品’,还需经熔炉1800度焙烧72小时,才能成为成品型芯。”兴东铸钢有限公司董事长周军说,型芯全称叫航空发动机陶瓷型芯,其材料包括二氧化硅等近20种成分。
发动机是航空航天飞行器最为重要的部件,气冷空心叶片是发动机中的核心部件,其制造成本约占整机的25%至30%,而叶片制造的关键技术在于浇铸叶片的陶瓷型芯。资料显示,航空发动机叶片制造过程中,传统的锻造手段不能成形复杂的叶片内腔形状,只能采用熔模铸造工艺生产。熔模铸造中,形成空心铸件内腔形状的陶瓷型芯,其性能和质量对铸件生产的质量和合格率起到重要影响。
高性能型芯一直是国内发动机叶片制造的技术瓶颈之一。近年来,兴东公司打破这一瓶颈,成功产出高性能型芯,应用于航空发动机制造。目前,全国仅2家企业生产航空发动机陶瓷型芯,另一家是央企航发集团下属企业。
据了解,一架飞机上一般有2台发动机,每台发动机上有300枚叶片或更多,一架飞机至少需要600枚以上型芯配套。根据复杂程度,一枚型芯的价格在2000元至4000多元不等。目前,兴东公司共生产三种型号的型芯,有两种单价在2000多元,另一种新型号型芯正在量产,每枚4000多元。近几年,前两个型号的型芯,年派单生产2万多枚,销售收入约5000万元。“新型号型芯量产后,该型芯年可实现销售2000多万元。”
兴东公司是全国耐热钢行业的龙头企业,产品主要销售给水泥和冶金行业。由于科技含量低,生产企业多,行业内产能过剩,利润越来越薄。
“企业要发展就必须向高端领域进军。”周长军说,航空陶瓷型芯工艺是精密铸造的高端技术,早在10多年前,他就考虑上马精密陶瓷型芯项目,但由于技术要求极高,国内没有成功先例,项目便搁置下来。2014年初,周长军结识了国内航空发动机退休高级工程师孙革,上马型芯项目的希望再度燃起。孙革长期从事高温合金熔模精密铸造生产与技术管理,对陶瓷型芯制备研究颇有建树,曾获中航集团科技奖一等奖及9项国家发明专利。
周长军将亿元巨资砸到型芯制备研究上,聘请孙革专门负责陶瓷型芯制备研发,并订制购置了用于中试生产的全套设备。企业还与东南大学、上海交大、江苏大学合作,组建型芯制备研发团队。历时三年,型芯制造工艺终于取得突破,企业初步掌握了陶瓷型芯制备的基本工艺参数,完成了中试工作,并成功小批量试产。
为匹配陶瓷型芯生产,兴东公司还新建一幢厂房,建设陶瓷型芯研发及产业化基地,基地一台德国产真空炉就投入1500万元。眼下,基地建有型芯生产线3条,可年产型芯20万枚。近年来,兴东公司型芯制备研发团队攻坚克难,不断革新优化型芯材料配制及其制备技术,契合国内航空发动机研发生产需要。2023年,兴东公司获授国家“小巨人”企业,创建成江苏省高性能陶瓷型芯技术研发中心、江苏省企业技术中心、江苏省工程研究中心。目前,全国5家航发企业都与兴东公司建立了型芯生产合作关系。
“现在不管多么复杂的叶片型芯,只要客户提供模具,兴东公司都能制造出来。”孙革说,国家对航空发动机事业高度重视,兴东公司对型芯的研发生产契合了国家大力发展航空产业的政策,其型芯产品打破相关技术瓶颈,促进高效气冷叶片制造技术发展,对国内航空发动机、重型燃气轮机、汽轮机等相关产业的上游产品设计和下游产品发展,具有基础性和带动性作用,有助于国防建设和国家安全战略的实现。
2021年,兴东公司又大手笔进军陶瓷型芯新领域,计划投资5亿元,实施大功率芯片封装氮化硅陶瓷基板产业化项目。该产品将直接应用于半导体芯片基板上。目前占地50多亩的厂房已建成。