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中鋁西北鋁以精益創新實現“零”的突破

發布日期:2019-11-07  來源:中國有色金屬報  瀏覽次數:734

精心培育“紅旗工程”,以創新研發為引擎,是中西北鋁業有限責任公司實現高質量可持續發展的有力支撐,在我國CZ系列火箭主要結構件之一的大型鋁型材框環研發中,西北鋁“大型鋁型材框環成型項目”研發項目團隊,發揮勇于攻關、精益求精的“工匠精神”,不但提高了航天工程對大型鋁型材框環的精度、規格需求,為國防軍工保障提供了支持,而且提升了航天型材生產技術水平和精深加工技術,延伸了企業高附加值產品的產業和價值鏈條。

艱苦攻關

兩年前,項目團隊對拉彎成型技術和滾彎成型技術進行對比,分析拉彎成型技術的工藝流程。由于拉彎技術工序較多、工藝復雜;拉彎設備及拉彎模具價格較高,拉彎技術投入成本高;鈑整形人為影響因素大、質量不穩定;需要投入較多人力、物力進行拉彎和整形等因素無法克服。項目團隊結合對其他系鋁合金的滾彎經驗,因陋就簡地開始了鋁合金大型型材框環的研發。

他們使用簡易的鋼板卷板機進行滾彎實驗,驗證淬火型材滾彎的可行性,獲得了所需滾彎機的一些重要結構參數,得出可通過優化合金成分以保證材料強度并提高材料塑性的結論。并對國內現有的滾彎機進行調研,發現普遍噸位過小,結構設計等均不能滿足大型鋁合金型材的滾彎生產,在與相關設備廠家進行技術交流后,共同設計了大噸位的專用滾彎機。

然而,出乎意料的是大噸位專用滾彎機試運行過程中出現軸間距較小,滾彎時變形抗力大,框環成型單次變形量小;材料成型過程中主動軸及輔助軸出現明顯彈性變形,后續成型矯正量大且很難經人工矯正達到技術要求等問題。為減小型材彎曲抗力及增加設備滾軸剛度,項目團隊再次集體攻關、出謀劃策,最終保證了型材成型的精度。

創新工藝

常規某系鋁合金材料強度高但可塑性差,煨彎加工成型難度大,在西北鋁相關專業技術人員與項目團隊的共同摸索中,通過調整合金元素配比,優化熔煉鑄造及均勻化工藝,保證了材料的強度要求和加工性能。材料有了,成型的壓力又轉移到煨彎工序。

滾彎機通常工藝采用尼龍模具,但在大型鋁型材滾彎成型時,因設備噸位較大、材料變形抗力大,尼龍模具磨損變形損壞嚴重,無法滾彎成型,研發團隊就采用鋼制分體模試驗,情況雖有所改善,但因表面磨損變形,使用壽命短,無法長期使用,不僅模具加工費時費力,修復費用成本也高,使用后期也不能保證型材滾彎成型的精度。通過多次對工藝的調整,最后選用某合金材料設計制作分體模具,在保證模具高精度及高光潔度的前提下,達到鋁型材滾彎時的損傷幾乎為零,且分體模具易加工、易修復調整。

解決了滾彎模具這塊“硬骨頭”,項目團隊開始對大型鋁型材淬火后進行滾彎實驗,成功通過反變形的方式解決了非對稱結構型材扭曲現象。但是,框環垂直度、平面度等距離1mm以內的精度要求還有一定差距,還需要在加工方法上進行創新。經歷100多天的實驗和分析,項目團隊終于掌握并制定了不同大型鋁型材的滾彎工藝方案和參數,形成了一套完整的工藝流程,圓滿完成了4種框環型材的工藝研究,試制產品通過了航天院所驗收,為穩定大型航天型材的成型加工創造了條件。

持續攻堅

2019年初,有6種大型框環產品批量化交貨,同時,項目團隊又接到CZ系列另一型號的更大規格和不同結構的“個子大”“骨骼特”的型材煨彎任務,這項任務工藝要求、技術標準等比之前的更為困難。

西北鋁高度重視,黨政領導班子經常到現場并專門抽調相關技術人員配合項目團隊開展攻關。黨委書記、執行董事李勇更是每天現場“點卯”。在快馬加鞭的激勵下,項目團隊的骨干們不辭辛苦,不知調整了多少次設備、模具、胎具、修模的次數,開了多少次現場“諸葛亮會”。

一次次的失敗讓項目團隊感覺苦勞、疲勞,但并沒有削弱他們攻堅克難的銳氣。“這得浪費多少啊,不計成本嗎?”“再這樣,我們就得重來了?”暢所欲言的討論會在“勞模創新工作室”又一次召開。重新梳理每一個細節,商討模具胎具的墊片、隔環的薄厚、倒角的大小、受力點的分布。通過聽取每個人的意見,每個人的觀察,每個人的不放棄,終于取得了突破性成功。當前,西北鋁大型鋁型材框環項目攻關團隊,已完成10種不同鋁型材,12種框環滾彎的研制和生產任務。

研發與創新是個“苦差事”,但又是個“高興事”。苦過累過之后,成功帶來的喜悅總是叫人有種無法形容的高興勁兒。去年底,“大型鋁型材滾彎成型技術創新研究”獲中鋁集團第二屆創新創意大賽一等獎。今年,項目團隊所在的勞模創新工作室又獲甘肅省總工會、中鋁集團授予的“甘肅省示范性勞動創新工作室”和“職工創新工作室”。

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