AERO100连载 | Constellium 肯联铝业

航空产业网 2019-07-08

5004 0 0

肯联铝业(Constellium)作为世界铝材制造业的领导者，不仅为航空、汽车、包装、物流以及建筑业提供新铝制品解决方案，还在航空、普通工程板材、大型积压型材市场占有优势地位。

肯联有三个业务部门：航空航天和运输（A＆T）、包装和汽车轧制产品（P＆ARP），以及汽车结构和工业（AS＆I）。公司总部位于荷兰的阿姆斯特丹，肯联在欧洲、北美以及中国拥有超过25个生产基地。公司目前拥有约13000名员工。

图为遍布全球的生产设施地点

图为公司2018年收益，合计57亿欧元，航空航天和运输部门有13.89亿欧元，占比24%

其位于法国沃雷普(Voreppe)的C-TEC(Constellium Technology Center)研究中心在先进铝合金领域取得过多项世界技术突破。它与世界上大约50所最著名的大学及实验室保持着长期的合作伙伴关系，其中包括：麻省理工、牛津大学、伦敦布鲁内尔大学、曼彻斯特大学、克兰菲尔德航空航天学院等。

图为法国Voreppe的C-TEC(Constellium Technology Center)，它有着190多个专利系列和商标

肯联历史

图片由航空产业网整理

肯联铝业是由百年铝业巨头佩希内(Pechiney)、瑞士铝公司（Alusuisse）和加拿大铝业公司（Alcan）组成的行业翘楚。由阿波罗全球管理公司(Apollo)、力拓矿业集团(Rio Tinto)和法国战略投资基金(FSI)三家公司投资成立。

产业分类

制造商>航空材料制造>铝合金材料制造

产品

据《航空监控》估计，从2018年到2024年，全球乘客里程将以大约5%的复合年增长率（CAGR）增长。在2017年至2025年期间，北美和欧洲航空航天轧制产品市场的铝需求预计每年增长2%。

图为肯联的内部分析，CAGR：复合年均增长率

肯联的铝制品主要有四种类型：

1.可以加工成特定形状的板材，如舱壁；

2.机身和机翼蒙皮用薄板；

3.结构件（如纵梁）的挤压件；

4.精密铸件：肯联可提供各种定制部件，如门框或发动机齿轮箱等；

图为肯联铝制品具体在飞机上的应用

肯联有五类产品方案：Airware®、板材和挤压件、预加工服务、精密铸造和搅拌摩擦焊、产品回收。

产品方案一：Airware®

肯联一直在致力于开发先进的Airware®技术。Airware®是专为飞机和航天器结构量身定制的高性能铝锂合金，它可有效减重，降低油耗并优化废品回收利用。Airware®合金已被空客、庞巴迪公司、达索航空公司以及SpaceX8和Space15等航天器制造商采用。美国航空界将这种新材料称为“超级合金”，被美刊评为2013 年航空十三个重大事件之一。Airware®系列属于第三代铝锂合金，它在添加锂元素时，更加注重合金强度与疲劳裂纹扩展性能之间的平衡。

图为7050-T745和Airware®2050的75mm铝板性能对比

这项技术是肯联铝业耗时10年苦心钻研的结果，将为飞机制造商带来三大关键优势：

一是减重，Airware®较低的密度和改进的材料性能使结构设计得以优化，从而实现了重量和碳排放的减少。结合先进的焊接和飞机航空结构的重新设计，Airware®可减轻25%的重量；

二是有卓越的抗腐蚀和抗金属疲劳特性，可将重大维护间隔时间延长至12年；

三是100%可循环性，不断被回收利用且保持性能不变，这有助于航空航天业可持续发展。

图为Airware®合金在整个机身结构的应用

它目前的应用包括机身蒙皮、纵梁、地板结构和座椅轨道、窗框以及大型内部机翼和机身组件。

Airware®系列属于第三代铝锂合金，图片来自「战略前沿技术」

2010年，肯联在A350 XWB上引入了Airware®技术，从而开始了与空客的合作关系。肯联还与参与改善空客的供应链和回收解决方案，减少价值链上的库存。这些举措持续支持着空客的A320NEO和A350 XWB等关键项目的扩大。

产品方案二：板材和挤压件

随着航空结构在设计上变得越来越复杂，需要越来越大的板材。肯联可提供所需尺寸的裸板或半成品零件。肯联可加工36米长和3.8米宽的零件并钻孔，具备在非常大的机翼蒙皮面板上提供完整的机器表面处理，确保组件可以安装在飞机上。

肯联的挤压件有硬质合金和半硬质合金，可生产包括直径达305 mm和1000多种不同形状的棒材。

挤压管和挤压拉制管类产品尺寸范围从外径为2 mm至160 mm，且壁厚不等。肯联还可为航空锻造提供长达5米、直径860毫米的坯料。

产品方案三：预加工服务

在一个典型的制造过程中，无论是大块还是碎片，从板材到成品大约90%的金属以废料的形式被去除。

肯联的预加工业务可最大限度地降低客户成本和优化生产方案。

产品方案四：精密铸造和搅拌摩擦焊

砂型铸造适合用来生产复杂的铝合金零件，肯联可为发动机（如齿轮箱、油箱和润滑泵）和飞机的结构零件（如舱门）量身定做零件。

图为FSW(Friction Stir Welding)

肯联还提供先进的连接材料解决方案。它是搅拌摩擦焊（FSW）的先驱，搅拌摩擦焊是一种先进的焊接技术，它利用摩擦产生热量，在不熔化材料的情况下连接两个铝合金部件。搅拌摩擦焊不仅提高了接头的抗疲劳、抗损伤和抗腐蚀能力，而且在优化生产工艺的同时保证了接头的完美无强度损失。这种在不损失任何材料性能、且可一次性完成较长焊缝、大截面的特点非常适合航空航天结构件的加工生产。

产品方案五：产品回收

铝是一种完全可循环利用的材料，它可以循环利用而不会失去任何机械性能。铝的回收生命周期始于工厂现场产生的废料，结束于已达到使用寿命的飞机废铝的重熔。

肯联的加工设备能够提供预加工零件，使客户生产更少的废料，从本质上节省材料成本。预加工产生的废屑会被自动回收从而最大限度地减少了浪费、降低产品生命周期内的温室气体排放。

肯联在航空领域的四个加工平台如上图所示：

1.法国伊索瓦(Issoire)、美国西弗吉尼亚州的拉文斯伍德(Ravenswood)和法国蒙特勒朱伊恩(Montreuil Juigné)：综合工业平台

2.法国乌塞尔(USSEL)：砂型铸造高性能航空航天部件的唯一供应商

3.瑞士瓦莱州(Valais)：生产高附加值铝板

4.法国的沃雷普(Voreppe)的技术中心和伊索瓦(Issoire)工厂：两个生产AirWare®的铸造生产设施

肯联的材料可在最先进的战斗机中找到，如F-35联合攻击战斗机。为了使洛克希德马丁公司的喷气式战斗机更坚固、更轻，设计者选择了肯联的7050和创新性的7140合金，这种合金具有更强的耐腐蚀性。许多在役飞机，如波音F-18，也使用了肯联的合金。

图片来自互联网公开资料

同时，肯联的产品也在延长着现有飞机的寿命。在洛克希德马丁公司的F-16上，使用Airware®2297和2098合金替换了舱壁、机身蒙皮和其他关键结构部件中的传统材料。波音的运输机C-17 Globemaster也广泛使用肯联的合金，例舱壁和大型部件等。

肯联也是庞巴迪的长期合作伙伴，有着悠久的合作研究历史。肯联为许多飞机项目（如C系列、CRJ系列、Q系列、全球和挑战者）提供多种多样的轧制产品。

其余大客户还有波音公司、达索航空公司、巴西航空工业公司、洛克希德马丁公司、NASA, Pilatus, SpaceX, Blue Origin等。

肯联与中国

2011年9月9日，肯联在上海成立了肯联铝业贸易（上海）有限公司，注册资本82万美元，主要从事国际贸易、转口贸易、保税区企业间的贸易及贸易代理等。

肯联铝业还与中国商飞展开合作，探讨国产大飞机C919的材料选用问题，它首次以“技术顾问”的身份出现在中国飞机制造市场。

现在有独立铝-锂合金工业的国家只有美国、俄国、法国和中国。可生产铝-锂合金材料的企业有美国铝业公司的达文波特轧制厂、拉斐特挤压-锻造厂、肯联铝业公司的法国伊索瓦(Issoire)轧制厂、英国的其茨格林轧制厂（Kitts Green Works）、俄罗斯的萨马拉冶金公司（Samara）、意大利的富西拉（Fusina）轧制厂、俄罗斯联合铝业公司的卡缅斯克冶金公司和我国的西南铝业（集团）有限责任公司。