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　　中國宜規(guī)劃民機鋁材發(fā)展路線圖

　　當前制造ARJ21-700支線客機與C919干線大飛機所需的全部鋁材都是向國外采購的，原因固然很多，然而即使盡量由國內優(yōu)先供應，恐怕可供應的比例也不會大于10%。航空工業(yè)是一個基礎工業(yè)，一個強國必須有強大的航空工業(yè)，一代材料，一代飛機，強大的航空工業(yè)應有強大的材料產業(yè)，必須確保材料自給有余。
　　中國當前中鋁公司的西南鋁業(yè)（集團）有限責任公司、東北輕合金有限責任公司、西北鋁加工分公司，山東南山集團，忠旺集團，南南鋁加工有限公司，兗礦輕合金有限公司，齊星鋁業(yè)有限公司，利源精制有限公司，愛勵鋁業(yè)（鎮(zhèn)江）有限公司等的裝備都是世界一流的，總體上甚至在美國之上，為生產高品質的民機鋁材奠定了雄厚的物質基礎與技術平臺。
　　1. 中國航空航天鋁材面臨的問題
　　在筆者看來，中國航空航天鋁材產業(yè)面臨的主要問題：
　　創(chuàng)新力量不夠，研發(fā)投入有待增加，研發(fā)人才有待增強，水平有待提高，距“萬眾創(chuàng)新”的目標相差甚遠，才是萬里長征的起步階段。例如在航空用的鋁合金中沒有一個中國創(chuàng)造與注冊的合金，但在通用工業(yè)用的合金中注冊了3個：5154C、6043、6027。筆者盼望早日結束模仿跟跡階段，走上創(chuàng)新坦途。
　　還有一定數(shù)量的航空鋁材不能生產，還有一些雖能生產但量不足，需要進口，或因品質有問題不能也不敢使用。
　　緊固件如螺釘、螺帽、鉚釘、螺栓等，不但品種多而且數(shù)量大，有鋁合金的、碳鋼的、不銹鋼的、高溫合金的、鈦合金的，僅鋁合金鉚釘在C919上就用了十幾二十萬個，可是中國還沒有一個專業(yè)航空鉚釘廠，東北輕合金有限責任公司與中鋁西北鋁加工分公司雖能生產一些鉚釘線材，但品種不全，數(shù)量也不足，品質也有待提高，中國航空器用的緊固件全部為美國鋁業(yè)公司壟斷，它在中國蘇州市建有兩個獨資的緊固件廠。
　　有些合金板材還不能生產，如7055合金有些規(guī)格的大扁錠不能有效地鑄造，裂紋廢品率大得驚人，到了不能生產的程度，7055是一種較為新型地航空鋁合金，是美國鋁業(yè)公司研發(fā)的，1991年在美國鋁業(yè)協(xié)會公司注冊，是一種高純（≤0.10%Si、≤0.15%Fe）的而合金元素（Cu、Mg、Zn、Zr）含量又最高（11.46%~13.55%）的，鑄造難度相當大。C919上機翼蒙皮是用7055-T7751合金厚板銑削的，中國還不能生產符合用戶要求的高品質板材，但是機翼上長桁為7055-T76511合金擠壓材中國可以生產，但生產成本高，以致產品無市場競爭力。
　　7050合金是一種Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金，是一種高純度（≤0.12%Si、0.15%Fe）的合金化元素總含量也高（9.68%~12.25%）的超強硬鋁，是C919用的最多的結構合金之一，如前機身貨艙門框，機頭前壓力框加強件，前起落架艙壁板，中機身加強框、龍骨梁緣條、機翼前后梁，主起落架外鎖鏈桿和側撐桿，前起落架外筒和上撐桿、防扭臂、鎖連桿等等，都是用7050合金制造的，這種合金材料雖然能加工，但是成品率約比美國鋁業(yè)公司相應材料的低約20個百分點，品質也有待全面提高。
　　2024合金也是用得多的合金，我們對這種合金的生產技術都已掌握，早在1956年東北輕合金有限責任公司（當時名為哈爾濱鋁加工，代號101廠）在蘇聯(lián)專家?guī)椭戮湍苌a2024-T4合金各種半成品，基本上滿足了1970年以前國防軍工對這種合金材料的需求。
　　C919機頭前壓力框的加強件、中機身龍骨梁緣頭是用7150-T77511合金材料制造的，機翼上蒙皮用材為7055-T7751合金。T77狀態(tài)為一種三級時效狀態(tài)，簡稱RRT處理（retrogression and reageing treatment）。T77處理于1989年注冊，經T77工藝處理的7XXX系合金既有高的強度又有優(yōu)秀的抗應力腐蝕開裂性能，達到了綜合性能的完美結合，可是中國對其裝備與工業(yè)化生產技術還沒有完全掌握，仍為美國鋁業(yè)公司壟斷。
　　生產成本過高，缺乏市場競爭力
　　民用客機對鋁材的要求是：使用期限長，高的可靠性，綜合性能好，成本合理。當前，中國生產的2XXX系合金和大部分7XXX系合金材料雖然在性能方面可以趕上美國的，但性能的穩(wěn)定性遠不如國外，對飛機的安全造成了一定的隱患。
　　飛機用材的價格及零部件的加工費用占其總造價的20%~30%，因此，材料的經濟性是飛機制造公司采購材料的重要原則之一。據(jù)有關媒體報道，中國當前生產的民機鋁材的價格比美國及德國的貴一倍，復合材料價格為國外材料的4倍，鈦材比日本及其他國家的貴40%。按國際慣例，大的制造飛機企業(yè)用的材料多實行全球招標采購，在同等品質與其他條件相同條件下，你的價格高，哪能中標呢？
　　材料性能穩(wěn)定性、可控性
　　中國生產的2XXX系及7XXX系民機合金材料的性能穩(wěn)定性、可控性遠不如國外的，更談不上可追朔性了。為了推動國產材料的應用，中國商飛公司對鋁材生產企業(yè)有如下要求：可識別出材料生產過程中全部控制點，并能確定其控制措施；可驗證工藝參數(shù)“窗口”上下限地合理性；對重要原材料實施延伸的過程控制；生產過程必須有完整的記錄；生產記錄必須真實可靠。
　　2. 規(guī)劃2025年以前鋁材全部自給發(fā)展路線圖和時間表
　　2015年10月上旬工信部在上海召開了推動航空鋁材完全自主供應的會議，這個會開得好，開得及時，工信部表示，將制定《國產航空鋁材研發(fā)推廣計劃》，并實施有利于擴大國產民機鋁材應用的支持政策，推動國產民機鋁材進入全球供應鏈。為能在此項工作中盡一點微薄的力量，特提出幾點不成熟的建議：
　　盡快出臺可操作性強的民機鋁材生產供應路線圖與時間表
　　在航空鋁材生產方面我們有近60年的歷史與經驗，已成為世界最大鋁材生產與消費大國，有世界一流的裝備，在大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的方針指引下，有工信部的統(tǒng)一領導與有關單位，大專院校、科研院所、相關企業(yè)的參與下，一定能在2025年以前解決民機制造所需的全部鋁材，但是必先規(guī)劃一個路線圖與時間表，各單位與企業(yè)在路線圖的指引下，各司其職，按期完成所擔當?shù)娜蝿铡?br />　　先解決有無而后全力以赴降低材料生產成本，提高市場競爭力
　　中國當前民機制造所需鋁材的70%以上都可以制造，但還有30%不能生產，還有60%左右產量不足或品質不能滿足需求。不能生產的有：一部分鋁-鋰合金、大部分7055合金板材、T77狀態(tài)7XXX系合金板材與擠壓材、緊固件、一部分鉚釘線材。宜優(yōu)先解決這些材料的生產問題。
　　南山集團可以建成全球最優(yōu)秀與最大的單一民機鋁材生產基地
　　山東南山集團的企業(yè)全部分布在400km2的范圍內，已形成電力-氧化鋁生產-原鋁提取-鋁材加工的完整產業(yè)鏈，為降低制造成本與品質控制創(chuàng)造了有利的條件，這在世界上也是獨一無二的，可以生產平軋、擠壓與鍛壓產品，所有裝備是全新的、頂尖的。如果再增建一些項目，那就完美了，成為一個一紙訂單解決所有航空鋁材的企業(yè)了，一個鉚釘線材生產項目，一個緊固件廠。以后在適當時候再建一個飛機零部件深加工，一個航空廢鋁回收再生廠。一個這樣的航空鋁材生產綜合性企業(yè)，只要管理得當，就是一顆長青的搖錢樹，只要善于“搖”（管理與經營），就會總有錢掉下來。
　　當下，中國只有東北輕合金有限責任公司與中鋁西北鋁加工分公司可以生產航空器鉚釘線材，單個鉚釘?shù)馁|量很輕、以克計，但一架飛機的用量卻不少，有二三十萬個或更多，所以再建一個鉚釘線材特別鋁-鋰合金線材企業(yè)還是不多的。
　　航空航天器緊固件生產企業(yè)中國雖有兩個，那是外商獨資企業(yè)，是人家的，一個大國必須有完整的航空材料體系，因此必須建緊固件廠，打破國外壟斷，但是可以和美國鋁業(yè)公司合資，不過我們應當控股與經營管理。
　　在今后適當時候可建一個飛機零部件深加工項目與航空材料加工廢料回收再生項目，建設這樣的項目有著重要的經濟效益與社會效益，對建設循環(huán)經濟與節(jié)約資源有著重要意義，建設這樣的項目宜與飛機制造廠或零部件生產加工企業(yè)合作。飛機零部件的切削加工廢料甚大，大得驚人，有的材料利用率只有百分之三四，中國有航空器制造企業(yè)為波音公司切削加工過零部件。南山有條件成為世界第二大與效益最佳航空航天鋁材生產企業(yè)，世界最大單一廠。
　　加大研發(fā)投入
　　航空航天材料生產是一個技術密集型產業(yè)，一代材料一代飛機，同事一代新材料的研發(fā)需要三五年的時間或更長時間。對研發(fā)費要舍得投入，大型綜合性企業(yè)每年的科技投入最好能達到銷售收入的3.5%或更多一些，同時應長期如此。國家與高等院校應多承擔基礎性研究，研究院所除承擔企業(yè)委托的項目外，也應做些基礎理論研究，企業(yè)的研發(fā)項目當然以解決生產中出現(xiàn)的工藝問題為主，但應有中長期的新產品研發(fā)項目，有適當數(shù)量的技術儲備。
　　再建常規(guī)航空材料項目宜謹慎
　　當前，常規(guī)航空材料生產能力已大大過剩，例如厚板（厚度＞6mm）的生產能力足以滿足全世界飛機制造業(yè)的需求，擠壓材與鍛件的生產能力更是如此，因此再建企業(yè)與項目宜謹慎。截至到2015年年底中國投產的可以航空級板材企業(yè)有：東北輕合金有限責任公司，南山輕合金公司，齊星鋁業(yè)有限公司，南南鋁加工有限公司，西南鋁業(yè)（集團）有限責任公司，它們都有錕底式固溶處理爐、預拉伸機、時效爐、水浸式超聲探傷線等；可生產航空級擠壓材的主要企業(yè)有：東北輕合金有限公司，忠旺集團，南山集團、利源精制有限，兗礦輕合金有限公司，南南鋁加工有限公司，中鋁西北鋁加工分公司等。
　　爭取盡快成為飛機制造公司的鋁材供應商
　　現(xiàn)有的航空鋁材生產企業(yè)應盡快獲得有關組織的認證書，成為中國商用飛機有限責任公司、波音飛機公司、空中客車公司、龐巴迪公司、巴西飛機公司的供應商。
　　對T77處理裝備和工藝可聯(lián)合攻關
　　直到現(xiàn)在我們還沒有有效的掌握工業(yè)化生產某些C919鋁材的工藝與裝備，例如7055合金某些規(guī)格扁錠的DC鑄造、裂紋廢品率特高，圓錠鑄造不是問題，因為熔體凝固時錠中的應力對稱均勻，不易產生裂紋；T77狀態(tài)（7055-T7751、7150-T77511）材料的商業(yè)化生產尚未過關，有工藝方面問題，也有裝備方面的問題。如果各個單位都各自進行，可能時間會長一些，資源消耗可能會多些，如果在有關單位或組織協(xié)調下聯(lián)合攻關，肯定會取得更好的效果。
　　建立牢固的可追朔性
　　可追朔性的建立除滿足上述的一些要求外，最好是鋁土礦采自固定的礦床，由不變的生產線提取氧化鋁，再由固定的電解槽系列生產原鋁，再用同一保溫爐與鑄造線供應的重溶用原鋁錠。這樣不會混入難以預料的微量雜質元素。高純2XXX系及7XXX系航空航天鋁合金的斷裂韌性、疲勞性能與抗應力腐蝕開裂能力對某些雜質含量變動相當敏感。
　　C919下線拉動民機鋁材持續(xù)高速增長
　　C919大飛機經過近7年的研發(fā)，首架機即適航取證機于2015年11月2日下線，這是中國航空工業(yè)發(fā)展史上具有里程碑意義的大事，截止到2015年10月底已訂出了517架，其中有十余架“外銷”。中外用戶21家，在中國民航市場打破了波音公司和空客公司的壟斷，今后除寬體大飛機外，中國民機市場的單通道干線客機與支線客機將逐漸由C919與ARJ21唱主角，這將拉動中國航空鋁材需求的持續(xù)上升，據(jù)筆者測算，2016年~2020年的復合增長率可達25%，比其他任何產業(yè)的鋁材需求復合增長率都大。
　　另外，據(jù)波音飛機公司預測，2014年~2033年全球航空客運量的復合增長率可達4.7%，需新增客貨運輸機19000架；約有12400架燃油效率低的客貨運輸機將要退役，由新飛機取代；全球新增客貨運輸機需求約9300架，按飛機數(shù)量計算，占同期新飛機總數(shù)的30%，也就是說，此期間全世界需新增客貨運輸機31000架，其中亞洲的新增量10850架，占35%。
　　中國航空工業(yè)第一集團公司預測，到2025年國內航空運輸飛機擁有量將有3000架，其中大型客機2000架，從而中國成為全世界第二大民機市場，目前中國通用航空發(fā)展正處于一個重要布局期和準備期。還有人預測，未來10年中國通用航空市場復合增長率約30%，即有超1萬億元市場，不過，筆者在此需指出的是，由于基數(shù)太低與ARJ21、C919所用鋁材的國產化率2018年也不過30%，同時國產化率是一個暫進的過程，即便愛勵鋁業(yè)（鎮(zhèn)江）有限公司有一些出口，但在2022年進口量還可能大于出口量。由于這些原因，筆者的匡算數(shù)據(jù)是，2018年中國民機制造對鋁材的需求采購（buy）總量25kt，2022年的45kt，2025年的100kt，加上出口的，恐怕也不會超過130kt。但愿筆者的預測過于保守。即便如此，中國鋁加業(yè)究竟能“搶”到多少訂單還是一個未知數(shù)，因為大型民機制造業(yè)對所需求材料實行的是全球招標采購，同時中國當前航空鋁材特別是鋁-鋰合金材料的價格比國外公司的高得多。
　　中國大飛機C919下線了，被拖到了商飛公司機場，將進行地面與滑動試驗、檢測，2016年首飛，隨后進入批量生產階段，也許到2018年去哈爾濱消暑，去海南島“貓冬”，去云南旅游，去上海與烏魯木齊出差坐的就是中國制造的干線大飛機。2030年就可以乘坐完全用國產材料制造的雙層雙通道寬體大飛機翱翔祖國上空與周游世界，那時你下機時就會深深感覺到作為一個中國人多么自豪，祖國真?zhèn)ゴ?。（完?/p>