零件轧制产业化的“神奇实验室”

听说北京科技大学有一个“神奇的研究室”,由这里研发、企业投产的轴类、球类零件品种多达500余种,产量超过500万吨,在全国27个省份推广高效绿色零件轧制生产线300多条,其中18条已出口到美国、俄罗斯、日本、土耳其等国。

作为长期从事零件轧制成形技术(斜轧与楔横轧)的研究、开发与产业化工作的主要开创人,中国工程院院士、国家高效零件轧制研究与推广中心主任、北京科技大学教授胡正寰一直奋斗在教学科研工作的第一线,不断探索零件轧制技术的新应用领域。

技术革新,领先国际

零件轧制技术是一种机器轴类、球类等零件成形新工艺、新技术,是冶金轧制技术与机械轧制技术的交叉创新发展。与传统的锻造、切削方法相比,具有生产率高、材料利用率高、零件性能好等特点。是什么机缘让胡正寰投入一生的热情投入此项技术的不断探索中?

1952年,新中国成立不久,百废待兴,当时国家最缺的是两样东西:一个是粮食,一个是钢铁。那年胡正寰高中毕业,怀揣实现钢铁强国的梦想,18岁的他考取了刚成立的北京钢铁工业学院,成为北科大首届学子,一名光荣的“钢小伙”。

1958年,留校工作不满两年的胡正寰,在一次翻阅国外文献资料的过程中,发现其中记载了一种用轧制的方法生产钢球的新工艺。与传统的锻造方法相比,它具有生产率高10多倍、生产环境好等优点。那一刻,他脑子里只有一个念头:“这项‘革命性’的工艺,既是机器零件生产变革,也使冶金轧制技术从只能生产等截面的板管型材变革到还可以生产变截面的零件!”

在学校的大力支持下,胡正寰团队满怀激情,提出了“大干一百天,国庆把礼献”的宣言。他们日夜奋战,加班加点,仅用40天就完成了实验轧机的图纸设计,随后学校工厂突击生产,60天左右加工出轧机。机器安装好后,通过反复试验和调试,1958年国庆节前终于“扑通扑通”轧出一些钢球。研制成功了!

从1958年在实验室成功轧制出钢球,到1974年研制成功我国第一台自行设计制造的大型斜轧钢球轧机;从1973年开始研发楔横轧轴类零件,到1979年研究成功我国第一台自行设计、制造的两辊式楔横轧机,再到1989年运用楔横轧技术进行钢材深加工。当1991年10月1日,中央电视台《新闻联播》中掷地有声地向世界宣告:“中国轴类零件轧制技术居于世界先进地位!”胡正寰带领团队一步步绘就科技创新的蓝图,使我国成为世界上少数掌握此项高新技术的国家之一。

“吃尽苦头,伤透脑筋”

海阔凭鱼跃,天高任鸟飞。在胡正寰看来,科技创新是无止境的。胡正寰带领团队不断探索新的科学技术领域,在全自动短流程斜轧钢球生产线、发动机凸轮轴精密楔横轧成形、室温斜轧磷铜球新工艺、楔横轧载重汽车后桥空心轴头等方面实现重大技术突破,不断推广成果转化。例如国际首创的楔横轧凸轮轴成形技术,已在我国全部大型柴油机厂应用,年产约700万根,每年可实现节材2万多吨。

高新科技转化为现实生产力是一个艰苦的过程。艰难困苦,玉汝于成。从实验室研究、到工业性试验,再到工业生产,胡正寰带领团队先后解决了轧机孔型设计与制造、轧机的设计与制造、工艺参数与流程的确定、质量检测等一系列难题,研发并成功推广斜轧技术历时15年,楔横轧技术用时6年。而这60多年来,他一直致力于零件轧制技术的成果推广和转化工作,几多辛酸、更多欢喜!

胡正寰经常告诉他的学生们:“实验室即使出百分之一的好球就预示成功,而工业生产即使出百分之一的坏球也属失败。虽然都是百分之一,却是两个截然不同的含义。”回忆到成果转化初期,在实验室轧机上进行小批量生产时,总数不到10万粒钢球,仅设备上的大小事故就十几起,螺丝断过、轴承碎过、轴扭曲过,连机器都倾翻过:“真是吃尽苦头、伤透脑筋!”

采访中,胡正寰多次说道:“将先进的零件制造技术转化为生产力是我的毕生追求。科研成果转化之路虽然艰辛,但每一次进步和成功都会为国家创造巨大的社会效益和经济效益,多辛苦都值得!”

来到胡正寰的办公室,我们看到内有一面展示墙:一排排直径从8毫米到165毫米,长度20毫米到120毫米不等的各种尺寸的轴类、球类样品。他每一件都非常熟悉,介绍起来如数家珍。这些都是他的“宝贝”,是他带领团队师生多年不断实践、亲手调试、轧制成形的高质量样品,是将科技成功转化为生产力、助力国民经济生产的“军功章”。这些成果已成功应用于汽车、拖拉机、发动机等领域,取得了良好的经济效益和社会效益。

成果转化,井井有方

多年来,胡正寰团队研发的高效绿色的零件轧制技术实现着向生产力的更好转化,研发的轴类、球类产品质量不断超越国际同类水平,国内外大型企业争相购买。如在汽车制造业上,应用于中国红旗轿车的输入、输出轴产品,其质量超过了德国大众生产厂的生产工艺,美国福特汽车厂到中国大量采购由楔横轧技术生产的汽车发动机凸轮轴等。

这些成功的背后,胡正寰认为是得益于一套科学的科技转化“三有”推广技术机制,即有推广班子、有研发基地、有设备定点制造厂。

一是有一个配套互补的推广班子。至少需要四个群体的工作人员,有致力于轧机和模具设计科技创新的研究人员,有负责生产现场调试设备和工艺调整的工程人员,有从事模具制造、设备调试等学校基地和企业现场服务工作的技术工人,还有从事基础研究和前瞻性研究的博士生、硕士生。具有强烈的创新意识和工匠精神是班子成员最为核心的共识。

二是有技术研发试验基地。目前团队拥有由5台零件轧机、10台专用模具加工机床(其中7台高水平数控机床)的近2000平方米的轧制试验基地。基地主要发挥三个功能:一是设计并制造各种新产品所需的模具;二是将加工好的模具在试验轧机上试轧,直至模具定型,极大缩短用户调试生产时间;三是为研究生教学、工艺培训提供实践平台。

三是有专业化的轧机生产厂,实行定点制造。在多年理论与实践基础上,目前团队已经设计出工艺性好、结构合理、使用方便、符合国情的楔横轧及斜轧系列设备,并被列为国家专业标准。推广中心与定点企业长期合作,为用户提供性能优良、品种多样的轧机。“三有”机制使科研转化生产在质量、数量及时间上都得到了保证。目前零件轧制技术推广一条成功一条,每年平均推广8—12条生产线;时间也从以前的2—3年缩短为3—9个月,真正实现了各大企业需求的“又好又快”的实效。

博观而约取,厚积而薄发。虽已85岁高龄,胡正寰仍精神矍铄、干劲十足,始终坚守在高校教学科研一线。

《中国教育报》2019年12月16日第7版 

 
®关于本站文章™ | 若非注明原创,默认 均为网友分享文章,如有侵权,请联系我们™
㊣ 本文永久链接: 零件轧制产业化的“神奇实验室”