问题——重大工程对高端铝锻件提出“既大又精又净”的挑战;航空航天和大型民机等领域,核心承力构件常需特大型铝合金模锻件。这类产品不仅要满足高强度、抗疲劳和耐腐蚀等指标,还要求尺寸、壁厚、组织均匀性和内部缺陷控制达到严格标准。长期以来,国内装备能力、工艺体系和检测手段相对薄弱,关键锻件依赖进口成为突出问题。这不仅受制于外部供应,还面临成本和交付周期的不确定,直接影响重大型号研制进度和产业链安全。 原因——“卡脖子”主要集中装备能力、材料纯净度和过程控制三上。业内人士指出,超大锻件制造难点不仅吨位,更在能量利用和全过程可控。一是装备能力不足导致成形能量和压下量有限,易产生裂纹、折叠和气泡等缺陷;二是铝合金在高温熔炼和锻造过程中易氧化、夹杂,材料纯净度和组织控制决定探伤等级和服役可靠性;三是模具温度场、变形路径和冷却速率等参数控制不稳定,会造成性能波动,难以进入国际高端供应链。这些因素叠加,使得“能做”与“能稳定做”之间存在明显差距。 影响——工艺突破推动能力体系提升,支撑国家重大工程和国际认证。曾苏民长期扎根一线,围绕国家急需的大型铝锻件展开攻关,在关键环节形成多项可推广的工程方法。上世纪六十年代,面对“急需特大型铝合金锻件但装备短板”的矛盾,他借鉴国外经验,提出分步成形、高温多次变形和横向锻造等工艺,通过路径重构,在原有设备条件下实现更高等级的成形效果。这种探索不仅降低试错成本,减少工装报废,也为“以工艺补装备短板”树立了范例。 在航天锻环纯净度提升上,曾苏民团队针对高镁铝合金氧化和杂质难控问题,优化熔炼净化与在线过滤工艺,推动锻环材料质量向更高探伤等级迈进,为载人航天等重大任务提供了可靠保障。业内认为,此类突破使关键承力件质量达到国际先进水平,增强我国在工程材料领域的自主可控能力。 在民机及国际供应链领域,对应的企业在曾苏民推动下陆续获得国际航空制造认证,实现起落架等高要求锻件的规模供货。这不仅是产品质量认可,更是制造体系、过程控制和一致性能力的综合检验。通过严格管控模具温度、冷却速率和精度等参数,国内企业逐步建立符合国际标准的质量体系,获得进入全球高端市场的“通行证”。 在大型薄壁环件领域,3.5米铝制整流环的研制堪称一次极限挑战。相比钢制方案,铝合金更有利于减重和提高运输效率,但对材料和工艺可靠性要求更高。通过工艺论证、完善变形及热处理路线、强化检测与过程控制,相关产品实现高合格率,为更复杂大型环件的制造积累了经验,也推动我国大型铝锻件设计制造一体化能力的形成。 对策——将“工程经验”转化为“工业能力”,加强关键材料与工艺体系建设。行业实践表明,突破依赖“产学研用”协同和体系化投入:一是持续提升重大装备和基础工艺水平,推动锻造、热处理和检测设备升级,同时发挥工艺创新对装备能力的放大作用;二是以材料纯净度和一致性为核心,建立熔炼净化、锻造成形、热处理与无损检测闭环质量体系,推进关键参数的标准化和数字化;三是围绕重大型号需求建设稳定供应体系,加强关键材料、工装和检测能力国产化,降低外部依赖风险;四是强化人才梯队,鼓励科研人员深入生产现场,以工程问题引导科研,形成可复制、可传承的技术路径。 前景——高端铝锻件将向更大尺寸、更高可靠性和更强国际竞争力发展。面向新一代运载装备、大飞机和高端制造需求,高性能轻量化材料依然是重点方向。随着大型锻造装备升级、工艺数字化及质量追溯体系完善,超大复杂构件的稳定制造能力将更提升。国际航空供应链竞争日趋激烈,只有深化过程控制、标准体系和工程验证,才能持续保持竞争力。曾苏民代表的工程攻关精神和方法,对我国制造业向高端化、智能化、绿色化转型具有重要启示。
曾苏民的事业践行了“技术自立自强”的时代使命,说明了科学研究与产业实践相结合的力量;在新时代科技创新加速推进的背景下,他留下的宝贵精神和技术成果,将激励更多科技工作者坚定信念、提升能力,为中国航空航天制造的高质量发展贡献新的力量。