2022年飞机发动机零部件锻造加工行业发展现状分析

1、2022年飞机发动机零部件锻造加工行业发展现状分析1、锻造工艺概况：自由锻造、环形轧制、模具锻造锻造是在加压设备及工（模）具的作用下，使坯料或铸锭产生局部或全部的塑性 变形，以获得一定几何尺寸、形状的零件（或毛坯）并改善其组织和性能的加工 方法。根据锻件的尺寸和形状、采用的工装模具结构和锻造设备的不同，锻造主要可分 为自由锻造、环形轧制、模具锻造。图：锻造工艺流程示意图2、锻造工艺特点：力学性能优异，应用场景广泛2.1、应用场景广泛高温合金、铝合金、钛合金等特种合金材料广泛应用于航空发动机、燃气轮机、 火箭、卫星、导弹等先进武器装备。该类材料在锻造过程中塑性低、变形抗力高、 流动性差、锻造温度

2、范围窄，整体锻造难度较大，对企业的技术实力、装备水平 以及管理能力均提出了较高的要求。2.2、锻造工艺力学性能通常较铸造更佳锻造主要以金属棒料、铸锭为原材料。金属材料经过锻造加工后，形状、尺寸稳 定性好，组织均匀，纤维组织合理，具有最佳的综合力学性能。据三角防务招股 说明书，通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组 织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的 铸件。机械装备中的主承力结构或次承力结构件一般都是由锻件制成的。2.3、减重效果显著锻造工艺进步使得发动机零部件采用新结构成为可能，从而实现减重。据航空 发动机关键部件结构及制造工艺的发展

3、，以压气机这一重要部件为例，基于锻造 的压气机整体叶环，减少结构重量及零件数量，相较传统叶片-叶盘榫接结构能够 减重 70%。2.4、加工工艺复杂锻件产品主要生产流程包括下料、加热、锻造、出坯、辗环、锻后热处理、粗加 工、性能热处理、成品机加工等多个环节，加工过程涉及冶金、金属加工、热处 理和现代机械设计制造技术等多学科、多领域技术，整体技术集成度较高。图：锻造工艺流程图（以环形轧制为例）2.5、加工设备专业锻造行业具有投资大、建设周期长的特征，属于典型的资本密集型行业。特种合金材料对加工设备性能提出了较高要求。因此，锻造企业通常需要投入大量资金 购置现代化设计软件、高精度数控锻造设备和辗环设

4、备、高均匀性的加热设备、 高性能的热处理设备、数控机加工设备以及成套理化检测设备等，以满足不同生 产工艺和下游装备制造企业对生产的要求。3、环形轧制逐步在航空发动机环形件制造中取代自由锻造航空发动机中压气机/涡轮机匣、燃烧室、密封环、安装边等关键部件均为环形件, 因此环形锻件的性能在相当大的程度上决定着航空关键构件的使用性能和服役行 为。环形轧制在高温合金环形件制造中取代自由锻造。据高温合金环形件环轧工艺 研究进展，环形轧制所制备的高温合金环形件较自由锻造所制成的表面质量好、 尺寸精度高、组织更为均匀。在加工超大型环件时，传统的自由锻工艺受到空间 的限制不能锻造，环形轧制是唯一工艺方法。采用环

5、形轧制能显著提升材料利用率。例如据航空锻造技术的应用现状及 发展趋势，采用精密环形轧制的发动机合金高筒薄壁环材料利用率达到 25%30%，而据在大锻件生产中节约材料的意义、潜力和途径，叶轮采用自由 锻造材料利用率仅 7.5%。4、模具锻造日益成熟精密模锻是制造压气机叶片常用的先进加工方式之一。叶片精锻是在普通模锻基 础上发展起来的一种净成形技术。精锻生产更加完整地保持了金属流线的连续， 增加了叶片的强度和承载能力，在很大程度上提高了叶片的性能和寿命，同时节 约了昂贵的材料。据叶片精密锻造技术的发展现状及其展望，精密锻造叶片减少机加工余量达 90%，美国、奥地利所生产的热精锻叶片占叶片总生产量的 80%90。粉末高温合金等温模锻常用于高推重比发动机的盘件制造。据锻压先进制造技 术及在航空工业领域的应用，等温锻造能够大批量生产优质高性能涡轮盘。据中 国航空报 2015 年报道，航材院近年来为国内多种先进航空发动机研制了多种粉末 涡轮盘零件。据新型铸&锻 GH4096 合金篦齿盘