民营企业创造王者归“铼”
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民营企业创造王者归“铼” 发布于:2017/10/27
    航空发动机是当今世界上最复杂的、多学科集成的工程机械系统之一,被誉为现代工业的“皇冠”。单晶涡轮叶片是航空产品第一关键零件,它的鑄造工艺直接决定了航空发动机的性能。而生产单晶涡轮叶片离不开一种珍贵的稀有金属——铼。
  近日,在河北廊坊科技园,一款为无人机和商务机而设计的航空发动机正在进行150小时试车,考核发动机在各种状态下技术性能和可靠性及寿命等综合指标。
  “可以说,在发动机生产加工中,耐高温的单晶涡轮叶片是难点中的难点。这一款涡扇发动机中所有的零件都是自主设计、自主生产,尤其是单晶涡轮叶片。目前,该发动机的耗油率、寿命等指标都达到了国际先进水平,填补了国内空白。”这个让中科院工程热物理所轻型动力实验室主任徐纲赞不绝口的重大成果,来自一家民营企业——成都航宇超合金技术有限公司(下称“成都航宇”)。
  铼是人类发现最晚的天然元素,是高熔点金属之一。因为发现者是德国化学家,因此以莱茵河的名称命名为铼。它在地壳中的含量比所有的稀土元素都少,比钻石更难获取。根据美国地质调查局的报告,全球探明的铼储量仅约2500吨,1克铼的价格为两三百元。
  由于全球约80%的铼用于生产航空发动机,因此它在军事战略上有重要意义。有人说,能否实现对铼的高效开发利用是航空工业进入新纪元的突破口。
  长期以来,航空发动机一直是我国航空工业中的一个短板。直到目前,我国部分军用飞机依然使用国外发动机。
  成都航宇的母公司是陕西炼石有色资源股份有限公司。2010年,这家公司在其下属的陕西省洛南县黄龙铺钼矿区矿山中斟探到铼,储量达到176吨,约占全球储量的7%。
  为了获得更多的铼金属,成都航宇通过与湖南有色金属研究院合作,用一年多的时间攻克了技术难题,实现了铼的提纯。但是坐拥这样的稀缺资源,成都航宇董事长张政和股东们却发现这种稀有金属在国内几乎没有销路。
  无奈之下,他们把眼光转向国际市场,希望以资源换技术的模式与国外这类合金制造企业合作。
  “每家企业都希望跟我们签长协价,但因为所有掌握这个技术的企业都受制于美国的一项法律,是不能参与技术合作的。”张政说。
  当前,美国是全球最大的铼金属消费国,垄断了全球销售市场。为了维持在航空工业的优势地位,美国和其他一些西方国家常年针对中国进行材料和技术封锁。英国航空发动机巨头罗尔斯·罗伊斯公司虽然在中国投资建厂,但对中国员工层层设防,既便是当时已经在该公司工作了7年的宋阳,也从来没有机会接触核心技术。
  “越是封锁就越说明航空发动机的战略重要性,就越需要突破。”当现在已成为成都航宇副总经理的宋阳彼时在上海立下这一志愿时,远在西安的张政也拍板做了一个重要的决定——自己生产用于航空发动机的单晶涡轮叶片。
  “我们要想办法打破技术封锁,因为我不想只当一个元素的供应商,而且这么稀有的元素,如果我们只把它供应给海外企业,这对中国来说毫无帮助。”张政说。
  航空工业是一个资金密集型、人才密集型的行业,投资大、周期长、回报慢,而张政打算生产的单晶涡轮叶片又是目前航空发动机所有零件中制造工序最多、周期最长、合格率最低、国外封锁和垄断最严重的零件。面对严峻的现实,要实现单晶涡轮叶片的量产,他们怎样突出重围?
  张政首先想到的是建立一支全球顶尖人才队伍。在政府的帮助下,他很快物色到几名就职于著名航空发动机公司的国外专家,但对于国外专家而言,一家一切都要从零开始的异国民营企业显然没什么吸引力。
  2012年7月,国务院印发《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》,将航空装备产业列为高端装备制造产业中的第一个项目,明确提出要突破航空发动机核心关键技术,加快推进航空发动机产业化。国家层面的大力倡导无疑为张政的引才工作增加了最有力的砝码。从这一年起,张政的公司通过“千人计划”等各类人才计划,引进了各类高端人才,搭建起自己的专业团队。
  在国家有关部门和四川省政府支持下,成都航宇核心技术团队历时3年,研发生产出两款具有自主知识产权的高温合金,并以这两款高温合金为母材,铸造出3种晶体结构涡轮叶片。
  2015年7月22日,成都航宇第一批产品出炉,合格率一鸣惊人。
  2016年,国际权威第三方检测机构出具的检测报告表明,成都航宇送检的单晶叶片在高温拉伸性能、高温持久性能等方面的测试结果均符合欧美标准。成都航宇也成为国内首家单晶叶片成品率达到量产水准的企业。
  今年4月12日,成都航宇展示了公司研发的高温合金产品、多款航空发动机叶片和燃气轮机叶片,这标志着我国航空工业冶炼铸造技术取得重要突破。
  宋阳表示,目前单晶叶片投产的时间不过一年,一些生产细节还在不断改进。因为航空工业的特殊性,比生产周期更漫长的则是打开市场所需要的时间。(据央视财经、中国矿业报)
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