第二节 有色金属材料新产品研制
东北轻合金加工厂1956年投产后,按苏联原设计只能生产16种合金,不适应国内飞机制
造业及国民经济的需要。为此,东北轻合金加工厂不断扩大合金品种和产品规格及研制新合
金、新材料。从1956年至1985年,共仿制和研制了95种铝镁合金,完成试制铝镁合金材料新
产品6731项。在新合金、新产品、新工艺研制方面大体经历如下几个阶段。
1956—1961年,进行了大量的仿制、试制外国合金的工作。首先从航空、原子能材料及
造船耐腐蚀材料开始,共仿制和试制40多种合金,为我国尖端技术的发展做出了一定贡献。
当时,研究试制工作的开展坚持科研、试制同生产使用三结合,干部、工人、技术人员三结
合的方针,吸收了国内有色金属研究院、三机部、七机部的有关人员参加试制。
1962—1965年,研究试制工作进入快速发展的阶段。1964年访问了国内十多个研究单位
,吸取冶金工业部有色金属研究院、冶金工业部钢铁研究院、三机部六所、上海钢研所、沈
阳金属研究所等单位经验,组建研究所形成了专业技术队伍,加强试验研究工作。这一时期
在开展40多项铝、镁合金研究同时还开展了旋压、冷挤压、真空沉积、超细粉、特薄铝箔、
泡沫铝、连铸管等工艺项目研究。
1966—1976年“文化大革命”时期,科研工作受到干扰,但在广大科技人员努力下还是
取得一些成果,特别是1972年以后,试制成功与美国AA2219合金相当的147铝合金及与美国A
A7075合金相当的152铝合金。同期,开展了具有我国特点的稀土铝、镁合金研究,并逐步建
立了断裂韧性、电子显微镜、电子探针等先进测试技术。
1977—1985年,随着改革开放政策的深入贯彻,与发达国家的技术交流增多和引进先进
加工设备,开始研究仿制西方合金系列,尤其是6000系、5000系和7000系的开发和应用,不
仅为国内提供了新的产品,而且远销国外,打入国际市场。
一、飞机制造业用铝镁合金材料研制
东北轻合金加工厂1958年首试成功铝合金变断面板材制作歼击机;1959年开始仿制美国
热强变形铝合金(2020),用作新型歼击机蒙皮材料;1960年试制出镁合金MA1、MA2板材,
供制作飞机;1963年研制与新型歼击机蒙皮材料配套的耐热铆钉铝合金;1965年开始为水上
轰炸机研究高强可焊接铝合金;1966年开始预研超高强度铝合金作为飞机承力材料及为新的
歼击机作桁架结构材料的镁合金;1967—1968年间,由于飞机结构件由铆接向焊接结构发展
,为此研制了高强度可焊合金;1972年为歼击机研制蒙皮及铆钉用合金;1973年为我国仿制
美国的波音“707”机种研制了新合金(相当于美国的7075合金);1976年为歼击机研制高强
变形镁合金等。这些新型合金及材料的研制,有的已取得成果并应用于飞机制造,有的还在
研制中,待用户鉴定转产。
(一)超音速飞机蒙皮用热强变形铝合金研制
1960年,东北轻合金加工厂受航空工业部所属飞机制造厂及研究所的委托,研制超音速
飞机蒙皮材料,组成了以高云震、杨春景等人参加的课题组,攻克了合金研究、生产工艺及
热处理难关,于1979年研制成功热强变形铝合金。1985年通过技术鉴定,填补了国家耐热高
强铝合金的一项空白。
(二)耐热铆钉用铝合金的研制
1963—1979年,东北轻合金加工厂高云震、权重华等研制成功与超音速飞机蒙皮材料相
配套的耐热铆钉铝合金,各项性能指标均达到要求,通过鉴定转产。
(三)水上飞机用高强度可焊变形铝合金研制
1965年,东北轻合金加工厂潘成恕等开始研究铝—锌—镁—铜系合金,探讨该系合金与
英、美、苏等国类似产品合金性能及成份的差别,并形成我国自己的合金系列。通过试验,
选定最佳成份,于1967年经冶金工业部鉴定后定型,列入冶金工业部标准,已用于水上飞机
的制造。
(四)歼击机用铆丝合金的研究
1969—1970年,东北轻合金加工厂研制成了铆丝合金材料,并应用在歼击机上,1970年
通过鉴定转产。
(五)铝一铜—镁系合金的研制
1972年,东北轻合金加工厂受航空工业部委托,研制属于铝—铜一镁系热处理可强化铝
合金。1979年研制成功,该合金具有较高的抗拉、抗剪强度与较好的成型性及抗腐蚀性,同
年经冶金工业部鉴定后转产。
(六)耐高温高强镁合金的研制
1976年,东北轻合金加工厂与三机部有关单位协作,研制属于镁—锌—锆系新型耐高温
、高强镁合金,合金中加入稀土元素,使常温机械性能和高温瞬时性能与国际上高温性能较
好的镁钴合金相当,强度超过国内最高的合金。1983年完成了试制工作并通过国家鉴定,用
在飞机上。1983年获中国有色金属工业总公司科技成果奖。
(七)测速机转子用合金的研制
1979年东北轻合金加工厂受航空工业部的委托,研制测速机的高速转子材料。1985年试
制成功低电阻铝合金并通过鉴定转产。
二、原子能工业用铝合金研制
自1961年开始,东北轻合金加工厂承担了国家原子能工业部分应用材料的研究。首先研
究中温(125℃/160天周期)水冷反应堆用工艺管及包壳材料。中温反应堆包壳材料研制最
初是仿制苏联AMCH合金。1965年开始研制我国新合金材料,并为原子能工业试制射线仪器用
0.001毫米特薄铝箔。随着原子能工业技术的发展,在1966年到1969年间,又同时开展了多
项原子能材料的研究工作,有高温(185℃—300℃)水冷反应堆用工艺管材料及包壳材料、
特殊用途的异型三层管、以铝—锂为芯的三层棒和铝、硼屏壁板等材料。1971年以后,为了
适应更高温度(240℃—330℃)反应堆用材料,又研制了多种合金及肋条等特殊材料。
(一)反应堆用中温合金的研制
1961年东北轻合金加工厂承担了国家下达的核反应堆工艺管及包壳材料研制任务,以王
永基等人组成了研制组。选取五种合金同时开展热处理、成型工艺及氧化工艺等研究。最后
认定中温合金抗腐蚀性及热中子吸收截面较好,并用作125℃/160天工作周期的水冷反应堆
用工艺管及包壳材料。于1965年定型转产,1978年获全国科学大会奖。
(二)工艺管的研制
1960年,东北轻合金加工厂承担了国家原子能反应堆用工艺管的试制任务。组成10个攻
关组,在广大技职人员的努力下,克服了国外封锁无技术资料的困难,经过6年时间几万次的
试验,先后攻克合金研制、微量元素分析、压力加工成型、淬火、扩口卷边和阳极氧化等6道
技术难关,解决了铝合金工艺管的椭圆度、弯曲度、垂直度、光洁度、管的局部凹下和压坑
等重大技术质量问题。掌握了生产工艺技术,设计制造了专用设备、工具,建成了工艺管生
产车间,于1963年投入试生产,1965年转入正式生产,为建设国防工业做出重大贡献。1965
年受到国务院的表彰和奖励。微量元素分析研究课题,获1978年全国科学大会奖;工艺管扩
口卷边加工工艺研究及扩口卷边专用工卡具和机械加工机床设计获国家发明奖和1978年全国
科学大会奖;工艺管压力加工及阳极氧化项目获1978年全国科学大会奖。
(三)中温反应堆包壳材料合金研制
1965年东北轻合金加工厂承担了国家下达的中温核反应堆用包壳材料的研究。开始是仿
制苏联的AMGH合金,试制中发现该合金有严重的腐蚀剥落现象,为此,在原来的合金基础上
,试验提高铁的含量,改善了耐腐蚀性能,于1966年定型,1967年列入冶金工业部标准。该
产品在反应堆工程中已应用10多年,效果良好。1978年获全国、冶金工业部科学大会奖。
(四)高温水冷反应堆用工艺管合金的研制
1965年东北轻合金加工厂承担了国家下达的185℃—300℃高温水冷反应堆用工艺管合金
的试制任务。于1982年试制成功耐高温动水腐蚀工艺管合金,并进行了技术鉴定转入批量生
产。1982年获冶金工业部科技成果奖。
(五)高温水冷反应堆用包壳材料合金的研制
1965年东北轻合金加工厂承担了国家下达的185℃—300℃高温水冷反应堆用包壳材料的
研制任务。于1981年末试制成功。该合金具有过烧温度高、工艺塑性好,可冲杯成型,适宜
作型、板、棒元件的包壳材料,1982年通过鉴定转入批量生产。
(六)高温反应堆用包壳材料合金的研制
1965年,东北轻合金加工厂受核工业部委托,承接高温(240℃—330℃)核反应堆用包
壳材料研究课题,至1982年完成,通过核工业部鉴定转产。该合金研制成功填补了国家高温
核反应堆用材料的空白。1983年获冶金工业部重大科技成果三等奖。
(七)动水反应堆用包壳材料合金的研制
1967—1978年,东北轻合金加工厂受核工业部委托研究成功在270℃以下使用的动水反应
堆包壳材料合金。该合金具有耐高温、耐动水腐蚀性能良好、晶粒细小均匀、抗拉强度高、
线膨胀系数小、弹性模量高等特点。1978年通过鉴定后转产。
(八)铝—锂芯体带筋三层管的研制
1967年东北轻合金加工厂研制铝—锂芯体带筋三层管,于1969年研制成功并试轧出产品
,通过核工业部鉴定。同年,应核工业部要求将全套技术转给其它厂家生产。
三、舰船制造用铝合金材料研制
自1958年开始,东北轻合金加工厂承担了我国海军舰船制造用铝合金材料的研制工作。
先后进行了多种合金的研制,并取得了一定的成果,为海军事业的发展做出了一定的贡献。
(一)鱼雷快艇用合金的研制
1958年,东北轻合金加工厂承担了海军某研究所提出的建造鱼雷快艇壳体结构材料高强
可焊耐蚀铝合金的研制任务。经过多次反复试验,于1966年研制成功,并由冶金工业部和六
机部组织鉴定,列入冶金工业部标准。应用在鱼雷快艇制造中出现焊后热影区,有应力腐蚀
开裂而停止应用。但该合金具有高强、可焊、耐蚀性能,改用于制造飞机油箱、人造卫星、
防弹衣材料。1978年获全国科学大会奖。
(二)中强可焊铝合金研制
1970年,东北轻合金加工厂与某研究所合作研制中强可焊热处理强化铝合金,于1983年
试制成功,并通过鉴定转产,应用在鱼雷快艇制造中。该合金具有良好的耐腐蚀性和工艺成
型性能,焊后有自降效应和不经热处理仍可保持较高的强度,已广泛应用在运输车辆、燃料
贮箱、大型压力容器等焊接结构件上。1985年获国家科技进步奖。
(三)低温焊接铝合金研制
1973年东北轻合金加工厂开始研制低温焊接铝合金,于1979年试制成功并通过了鉴定,
抗腐蚀性和工艺塑性好,合金性能与美国6061合金相同,是制造鱼雷快艇壳体结构件的主要
材料。已推广应用于制造飞机输油管、驾驶员座椅等产品上。
四、宇航、导弹、火箭等国防工业用铝合金的研制
自1959年开始,东北轻合金加工厂承担了为国家宇航、导弹、火箭等国防工业研制铝合
金材料的工作。1959—1970年,先后研制了导弹、人造卫星及宇宙飞行器结构件用铝合金、
超塑及耐热镁合金等,均因性能差,达不到使用要求而淘汰。1971年开始研究仿制国外合金
,取得了成功,为国家国防尖端技术的发展做出了贡献。
(一)导弹蒙皮用铝合金研制
1971年,东北轻合金加工厂受航天部某研究所委托研制导弹蒙皮材料,于1978年试制成
功,通过鉴定转产。产品达到美国同类合金2219的技术指标,已用于制作大型液体火箭推进
剂燃料箱和导弹蒙皮。1979年获冶金工业部重大科技成果奖。
(二)海—Ⅲ工程用铝合金研制
1971年,东北轻合金加工厂受航天部委托研制海—Ⅲ工程用的铝合金。该合金属于铝—
铜—镁—铁—镍系耐热铝合金,于1985年完成研制工作并通过鉴定。获中国有色金属工业总
公司科技进步奖。
(三)焊丝铝合金的研制
1974年,东北轻合金加工厂为解决导弹蒙皮用铝合金焊接问题,研制铝合金焊接材料,
于1980年试制成功,1982年经航天部鉴定转产。1983年获冶金工业部科技成果奖。
五、装甲用防弹铝合金研制
自1966年开始,东北轻合金加工厂承担了国家陆军、空军、装甲兵等军种防弹用铝合金
材料研制工作。先后研制成功3种高强可焊装甲防弹用铝合金材料。
(一)防弹衣用高强可焊铝合金的研制
1966年,东北轻合金加工厂承担了防弹衣材料的研究。同年研制成功,经冶金工业部鉴
定转产,并列入冶金工业部标准。填补了国家铝合金防弹材料的空白。
(二)防弹板用高强可焊铝合金的研制
1972年,东北轻合金加工厂承担了防弹装甲板的研制任务。研制中以美国7002和B95为基
础,加入钛,其性能优于美国同类合金。该合金1976年经鉴定转产,并用于制造防弹衣片、
歼击机壁板和装甲板,以及装甲车防弹板等。
六、电子工业用铝合金研制
东北轻合金加工厂为满足全国电子工业发展的需要,自1972年先后研制了高K值电容器铝
箔合金、高纯铝箔合金,集成电路锡封电容器外壳铝锌双金属材料,电子计算机磁盘片用合
金,录像机磁鼓用合金及高K值、高纯、高压铝箔和高容量、高纯铝箔合金等。
(一)高K值电容器用稀土铝箔合金的研制
1972年,东北轻合金加工厂受电子工业部委托研制电容器用的高K值铝箔合金及铝箔。1
977年试制成功,通过国家鉴定转产。稀土铝合金铝箔比高纯铝箔K值提高70%,使电容器体积
缩小1/3,达到了国际水平。该项合金列入冶金工业部标准,1979年获冶金工业部重大科技
成果奖。
(二)计算机磁盘用铝合金的研制
1973年,东北轻合金加工厂承担国家科委下达的电子计算机磁盘基片用铝合金材料研制
任务,组成了课题组,经过近7年试验研究,先后攻克合金研制、板材轧制、精整矫直等工艺
技术关键,于1980年试制成功铝合金及板材。同年,通过国家科委鉴定,后经国家科委批准
建立工业性试验生产线并投产。该产品已在国内推广使用,填补了国内磁盘基片材料的空白
。1982年获冶金工业部重大科技成果奖。
(三)电容器外壳材料铝一锌双金属板及低温铝焊料的研制
1973年,东北轻合金加工厂受电子工业部委托,开始研制集成电路锡封电容器外壳材料
铝—锌双金属板及低温铝焊料。1977年研制成功并进行了技术鉴定,1979年转入批量生产。
(四)录像机磁鼓材料的研制
1975年,东北轻合金加工厂受大连无线电十三厂委托研制录像机磁鼓材料。1985年试制
成功,经用户使用和监测,达到日本同类产品水平。同年经中国有色金属工业总公司和电子
工业部鉴定转产,填补了国家录像机磁鼓材料的空白。1985年获黑龙江省科技进步三等奖。
七、铝粉的研制
东北轻合金加工厂铝粉车间于1961年投入生产,试制出易燃粉。1962年试制出铝粉、钙
粉,供制造穿甲弹、照明弹。1972年为导弹试制成功超细铝粉。1980年根据国外技术情报研
究成功热风上喷法工艺,设计安装了特细铝粉生产线,试制出粒度小于30微米占80%的特细铝
粉,达到美国雷诺公司的同类产品水平,获冶金工业部重大科技成果二等奖。该产品被评为
国家银质奖。1984年特细铝粉作为导弹发动机固体燃料推进剂成功地应用在导弹发射上。19
85年获国家科技进步奖。
八、其他领域铝合金的研制
东北轻合金加工厂为满足国民经济发展的需要,30多年来完成了一批特殊用途的铝合金
材料的研制工作,有力地支持了各行各业。
(一)烧结铝和烧结铝合金的研制
1965年,东北轻合金加工厂承担了国家下达的烧结铝和烧结铝合金的研制任务,组成了
研制组,历经7年时间,攻克了合金成份、烧结、挤压等工艺技术关键。于1971年研制成烧结
铝合金及其制品。后经鉴定转产,并用于制造涡轮泵壳体、壁板、棒材和线材,填补了国内
烧结铝产品的空白。
(二)电子仪器用长孕育期合金的研制
1971年东北轻合金加工厂受四机部委托,研制电子仪器、仪表冷挤压部件用的长孕育期
铝合金。经历14年技术攻关,于1985年试制成功,经四机部鉴定后转产。该材料具有较高的
塑性,淬火后到人工时效前有较长的孕育期,可保证材料在冷挤状态下冲挤成型,填补了国
内空白。
(三)地质钻杆用超高强度铝合金的研制
1973年,东北轻合金加工厂为地质勘探部门研制铝合金钻探杆材料,1977年研制成功。
该合金是目前全国铝合金系列产品强度最高的,已达到国外同类产品水平,为中国地质钻探
设备向轻便化发展和赶超世界水平做出了贡献。该合金1978年定型转产,1979年获冶金工业
部重大科技成果奖。
(四)照相机用铝合金材料的研制
1977年东北轻合金加工厂受北京照相机厂委托,研制铝合金及板材制作照相机壳体,研
制铝合金及管材制作照相机头。该两项合金研究及材料试制加工于1982年完成,达到车削性
能好,具有良好的氧化着色性能,并通过轻工业部鉴定后投产。
(五)船舶用铝合金的研制
1977年东北轻合金加工厂受中国船舶公司所属研究所委托,研制用于制造长江水翼船客
艇和龙门号722—2型汽垫船登陆艇用铝合金。1980年研制成功并通过鉴定转产。
(六)原子阴极灯丝用镁—钙合金的研制
1977年东北轻合金加工厂研制制作原子阴极灯灯丝用镁—钙合金,该合金含钙25%—30%
。于1978年研制成功并通过鉴定定型,填补了国家原子阴极灯灯丝材料的空白。
(七)自行车用铝合金的研制
为发展黑龙江省自行车工业,黑龙江省政府于1979年下达研制铝合金自行车项目。东北
轻合金加工厂承担这一任务后试制成制造车架用铝合金及管材、车圈用材等十几个规格产品
。1981年通过黑龙江省科委、冶金工业厅、轻工业厅的鉴定。在省科委、省冶金厅的组织下
,配合龙江电工厂生产出“飞龙”牌铝合金自行车。1982年获黑龙江省优秀科技成果三等奖
。
(八)煤矿用单体液压支柱用铝合金的研制
1982年,根据国家煤炭开采工业新技术发展的需要,东北轻合金加工厂接受通化煤矿机
械厂委托,研制煤矿地下开采用单体液压支柱用的铝合金及管材、棒材和模锻件。经对化学
成份、熔炼铸造、挤压、热处理工艺及合金抗受力腐蚀等性能研究,确定了最佳化学成份及
工艺制度,于1985年试制成功。力学性能达到联邦德国同类产品水平,填补了国内空白。同
年鉴定转产,获黑龙江省科技进步二等奖。
(九)军用浮桥铝合金的研制
1984年东北轻合金加工厂受工程兵部队委托,研制制造军用浮桥的铝合金材料,于1985
年研制成功,并已实际应用。同年通过技术鉴定后转产。用铝合金加工制作的型材、花纹板
材等产品均达到国外同类产品水平,现已大量装备部队。