在工信部公布的第八批制造業(yè)單項(xiàng)冠軍名單中,東北輕合金有限責(zé)任公司(以下簡稱“東輕”)再次榜上有名。這已經(jīng)是東輕第三次獲得單項(xiàng)冠軍,也是全國首家獲得三個單項(xiàng)冠軍的企業(yè)。
東輕究竟憑借什么能連續(xù)獲得這一殊榮?記者走進(jìn)東輕,聽科研人員講述“冠軍”背后的故事。
百煉成鋼:上百次試錯鑄就“稀土合金”破局
都說東輕是“祖國的銀色支柱”,這家建設(shè)于“一五期間”的老廠,是新中國第一家鋁鎂加工企業(yè)。擁有近百項(xiàng)專利和1200多項(xiàng)專有技術(shù)訣竅的東輕,一直在為神舟、嫦娥、天宮和天舟做材料供應(yīng)。
中厚板產(chǎn)精整作業(yè)
20世紀(jì)初期,國外已經(jīng)開始添加鈧元素制成稀土合金,讓材料減重同時承受極端溫度。2006年,東輕也開始了研發(fā),是國內(nèi)首家對其開展工業(yè)化研究的企業(yè)。東輕技術(shù)質(zhì)量中心主管工程師路麗英就是研發(fā)團(tuán)隊(duì)中的一員。
別看已經(jīng)知道要添加什么元素,添加的比例才是關(guān)鍵。在研發(fā)過程中,需要反復(fù)實(shí)驗(yàn)。“從投料開始到鑄錠成型,順利的情況下也需要將近24小時。我們科研團(tuán)隊(duì)也需要一直跟著工人師傅們在現(xiàn)場?!甭符愑⒄f每次去都帶著期待,但當(dāng)幾十次、上百次試驗(yàn)失敗后,每一段從分廠到辦公室的路都是她的“療傷旅途”。
屢戰(zhàn)屢敗,屢敗屢戰(zhàn)。這話不是文字游戲,而是責(zé)任和勇氣。“沒時間傷感,每次失敗后,走在回去的路上會忍不住流眼淚。然后回到辦公室,再從頭開始。”那時的路麗英很堅(jiān)強(qiáng)。
功夫不負(fù)有心人,2009年東輕的研發(fā)團(tuán)隊(duì)將實(shí)現(xiàn)批產(chǎn)生產(chǎn),較航天領(lǐng)域一直在用的傳統(tǒng)合金展示出了更加優(yōu)異的綜合性能,尤其是屈服強(qiáng)度提高了70%—80%?!斑@就像在寒冬臘月,我們穿著厚重的軍大衣來御寒,現(xiàn)在通過技術(shù)升級,我們只需穿著一件輕薄的羽絨服就夠了?!甭符愑⒄f。
材料領(lǐng)域有句老話,一代材料,一代裝備。因此路麗英和同事們一直都在前行的路上,“甲方的要求一向是既要又要還要的,但這恰恰就是創(chuàng)新突破的方向。所以我常和徒弟們說,失敗是正常的,哭鼻子也是正常的,但我們還是要保有一直研發(fā)的勇氣?!?/p>
破繭成蝶:20米大飛機(jī)板材的工藝革命
2007年,我國對C919國產(chǎn)大飛機(jī)正式立項(xiàng),對鎂鋁合金材料提出高強(qiáng)高韌的新要求,不久后,東輕承接了這一研發(fā)和生產(chǎn)的任務(wù)。
中國鋁業(yè)集團(tuán)首席工程師任偉才說,那時候東輕制作的材料最大規(guī)格8米,任務(wù)要求長度達(dá)到20米。大規(guī)格板材需要足夠大的鋁合金錠坯。而以往東輕錠坯厚度為300毫米,寬度為1.3米,新的板材錠坯厚度要增加到500毫米,寬度要達(dá)到1.6米。板材錠坯大了將近一倍,需要工序全面升級。
中厚板生產(chǎn)線
任偉才是那時候的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,即使過了十多年,他依然清晰地記得眾人圍在鑄造生產(chǎn)線周邊,一遍遍鑄錠的場景:那時候,東輕將研發(fā)、生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的一流研發(fā)人員和工人師傅都匯聚到這一項(xiàng)目上來,可謂盡銳出戰(zhàn)。每次試驗(yàn),東輕的領(lǐng)導(dǎo)都會來到車間督戰(zhàn),壓力如爐火一樣熾熱地?zé)诿總€東輕人的心頭。
從最基礎(chǔ)的材料成分研究開始,東輕人為了找到能夠?qū)崿F(xiàn)高強(qiáng)高韌平衡的最佳組合,他們對元素含量進(jìn)行了無數(shù)次的調(diào)整和試驗(yàn)。每一次調(diào)整都需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。從合金成分的設(shè)計(jì)到制造工藝匹配再到熱處理調(diào)控,這一過程中,失敗如影隨形。幾十次工業(yè)實(shí)驗(yàn)后,他們通過精確控制合金成分和優(yōu)化熱處理工藝,成功突破了高強(qiáng)高韌這一特性難題。
雖然有了配方,但到了生產(chǎn)工藝卻又卡了殼。
鋁鎂合金鑄錠,邊澆筑邊用冷水冷卻,這是東輕從蘇聯(lián)專家那里學(xué)來工藝,已經(jīng)沿用五六十年,可是這傳統(tǒng)工藝,在反復(fù)嘗試中,最多只能鑄造到1米多長就開裂了。反復(fù)試驗(yàn)了兩年,鑄錠成型徹底難住了大家。
智能數(shù)控
2011年,高校技術(shù)團(tuán)隊(duì)的加入,為東輕的科研人員帶來了一種新理念——采用擋水裝置讓鑄錠逐漸冷卻。
這種與傳統(tǒng)鑄錠理念完全相反的操作并不容易被接受。由于擋水裝置不好操作,每天要反復(fù)擦拭工具,非常麻煩,一時間反對聲浪四起,任偉才就對大家說,這個方式理論上是可行的,國外也有成功的案例,我們用了傳統(tǒng)方法制作了兩年時間沒有成功,是時候嘗試新的理念、新方法進(jìn)行突破了。
然而在試驗(yàn)中,新工藝并沒有一次成功,幸好團(tuán)隊(duì)及時發(fā)現(xiàn)了裝置存在的問題進(jìn)行調(diào)整,最終,通過一周的反復(fù)實(shí)驗(yàn),厚500毫米,長4米,寬1.6米的鋁合金錠坯成功出爐,研發(fā)取得了突破性進(jìn)展?!澳强墒钱?dāng)時國內(nèi)第一塊這么大尺寸的錠坯,也是首次應(yīng)用擋水板技術(shù)取得的成果?!比蝹ゲ膨湴恋卣f,成功后,所有工作人員都圍在鑄錠周圍拍照,不禁感嘆道:對于前沿技術(shù)要敢于嘗試。
逆風(fēng)執(zhí)炬:軋機(jī)轟鳴中的創(chuàng)新“豪賭”
2012年,象征著東輕新工藝新能力的中厚板廠建成,投資10多億元的全新進(jìn)口生產(chǎn)線,是東輕上下的新門面。
此時為大飛機(jī)研發(fā)的新材料已經(jīng)進(jìn)入軋制階段,正是中厚板廠大顯神威的好時候,軋制厚500毫米,長4米,寬1.6米的鋁合金錠要求軋機(jī)軋輥對每一次軋制的力道都要均勻,新上的生產(chǎn)線還沒完成過這樣的任務(wù)。
“外國工程師說,從來沒有軋過這么厚的板材。”
“如果沒成功,再把軋機(jī)弄壞了,損失可就太大了?!?/p>
中厚板廠的主管們紛紛表示擔(dān)憂,反對聲又起。但任偉才很有信心,他對東輕的管理層說,肯定能軋。
主抓這一項(xiàng)目的東輕副總呂新宇對任偉才說,開個會,如果能把大家說服,就按你說的來。那時的任偉才還只是一個技術(shù)員,現(xiàn)場都是東輕的中層領(lǐng)導(dǎo),還有負(fù)責(zé)中厚板生產(chǎn)線的外國工程師。他準(zhǔn)備好PPT,向大家講授強(qiáng)變形理念——通過大壓下量、高應(yīng)變速率的軋制工藝,使金屬材料在軋制過程中發(fā)生劇烈塑性變形,從而細(xì)化晶粒、改善材料組織性能。按照現(xiàn)在生產(chǎn)線的能力,絕對可以做到。
如今的中厚板廠
雖然會議現(xiàn)場沒有反對聲,但眾人的疑慮并沒有消除。面對著軋機(jī),外國工程師皺著眉頭,現(xiàn)場還有人說“這就是冒險(xiǎn)!”在這種壓力下,任偉才還是按動了軋機(jī)按鈕。
正因?yàn)橛辛烁蚁敫以嚨倪@股勁頭,如今的東輕中厚板廠可以生產(chǎn)從8毫米到200毫米厚,最大寬幅可以達(dá)到3.7米的全合金系產(chǎn)品。東輕三次獲得單項(xiàng)冠軍的產(chǎn)品均出自這里。
中厚板廠智能化生產(chǎn)場景
站在中厚板廠轟鳴的軋機(jī)旁,回想起當(dāng)年的故事,任偉才說,這不僅是東輕的勝利,更是中國高端材料發(fā)展的里程碑。從神舟飛天到C919翱翔,從傳統(tǒng)工藝的桎梏到國際前沿的突破,東輕人用一次次“從零到一”的豪賭,書寫了中國制造的硬核答卷。
如今,東輕的車間里依舊燈火通明,科研團(tuán)隊(duì)的目光已投向更遠(yuǎn)的星辰大?!诹娇蘸辖?、深海裝備材料、新能源領(lǐng)域應(yīng)用……這條路注定荊棘密布,但正如路麗英常說的:“哭過之后,我們只會跑得更快?!?/p>
數(shù)智化控制中心
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單項(xiàng)冠軍:全稱“國家級制造業(yè)單項(xiàng)冠軍”,是中國制造業(yè)的一項(xiàng)榮譽(yù)。
制造業(yè)單項(xiàng)冠軍是指長期專注于制造業(yè)某些細(xì)分產(chǎn)品市場,生產(chǎn)技術(shù)或工藝國際領(lǐng)先,單項(xiàng)產(chǎn)品市場占有率位居全球或國內(nèi)前列的企業(yè),代表全球制造業(yè)細(xì)分領(lǐng)域最高發(fā)展水平、最強(qiáng)市場實(shí)力。單項(xiàng)冠軍企業(yè)是制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的基石,是制造業(yè)競爭力的重要體現(xiàn)。
制作:王淼;記者:桑蕾 杜清玉;攝影:劉心楊;視頻:劉心楊 杜清玉