在海南商业航天发射场,千帆星座第五批组网卫星以“一箭十八星”的方式顺利升空,成功进入预定轨道。这批卫星所采用的低轨卫星用铝合金主板部件,出自“国家卓越工程师团队”——中国机械总院集团沈阳铸造研究所。
从浩渺无垠的太空,到关乎国计民生的清洁能源,再到纵横交错的轨道交通……这支团队用匠心铸就的关键部件被用在多个大国重器上,助力“中国创造”实现顶天、立地、入海。
为白鹤滩“心脏”铸叶片
今年3月10日,世界坝体最高的抽水蓄能电站——江苏句容抽水蓄能电站3号机组正式并网发电。我国长三角地区再添一座大型清洁“调节器”。这座抽水蓄能电站机组采用的水轮机导叶铸件,由沈铸所轻合金团队研制。相关铸造技术的突破,源于团队在白鹤滩水电站“心脏”——全球首台百万千瓦级水轮发电机组三维叶片铸造攻关中取得的成果。
“叶片的毛坯重16吨、宽5.5米、高3米多,最厚处有300毫米,最薄处有50毫米。”中国机械总院集团首席科学家、沈铸所轻合金团队负责人娄延春说,“因为叶片尺寸已经达到材料极限,必须用特殊工艺才能将它铸造出来。”
传统砂型铸造工艺在冶金纯净度和尺寸成形精度方面存在局限,难以满足叶片铸件的技术要求。通过不懈努力,沈铸所轻合金团队利用自主研发的“电渣熔铸+热模压”复合成形技术,铸造出三维叶片并将其应用于白鹤滩水电站。这一技术突破不仅解决了巨型水轮机叶片的制造难题,更助力我国重大水电装备实现领跑全球的跨越式发展。
走进沈铸所的精密铸造车间,一组翼展1.8米的钛合金镂空结构件正在进行最后的检测。其内部100多组交错的金属通道,仿佛密密麻麻的“金属血管”。这种结构曾在教科书上被明确标注为“不适合铸造工艺”,但是工程偏偏需要这种结构,而且要求通过铸造完成。
“多年来,大型钛合金精密铸造技术一直被西方国家封锁,一定程度上制约了我国高端装备的发展。”为改变受制于人的局面,沈铸所轻合金团队联合国内优势单位协同攻关,先后突破多项行业难题,成功研制出一台3吨级钛合金真空自耗凝壳炉。迄今,它仍是亚洲最大的钛合金铸造装备。