在工信部公布的第八批制造業單項冠軍名單中,東北輕合金有限責任公司(以下簡稱“東輕”)再次榜上有名。這已經是東輕第三次獲得單項冠軍,也是全國首家獲得三個單項冠軍的企業。
東輕究竟憑借什么能連續獲得這一殊榮?記者走進東輕,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”,這家建設于“一五期間”的老廠,是新中國第一家鋁鎂加工企業。擁有近百項專利和1200多項專有技術訣竅的東輕,一直在為神舟、嫦娥、天宮和天舟做材料供應。
中厚板產精整作業
20世紀初期,國外已經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,是國內首家對其開展工業化研究的企業。東輕技術質量中心主管工程師路麗英就是研發團隊中的一員。
別看已經知道要添加什么元素,添加的比例才是關鍵。在研發過程中,需要反復實驗。“從投料開始到鑄錠成型,順利的情況下也需要將近24小時。我們科研團隊也需要一直跟著工人師傅們在現場。”路麗英說每次去都帶著期待,但當幾十次、上百次試驗失敗后,每一段從分廠到辦公室的路都是她的“療傷旅途”。
屢戰屢敗,屢敗屢戰。這話不是文字游戲,而是責任和勇氣。“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。”那時的路麗英很堅強。
功夫不負有心人,2009年東輕的研發團隊將實現批產生產,較航天領域一直在用的傳統合金展示出了更加優異的綜合性能,尤其是屈服強度提高了70%—80%。“這就像在寒冬臘月,我們穿著厚重的軍大衣來御寒,現在通過技術升級,我們只需穿著一件輕薄的羽絨服就夠了。”路麗英說。
材料領域有句老話,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的勇氣。”
破繭成蝶:20米大飛機板材的工藝革命
2007年,我國對C919國產大飛機正式立項,對鎂鋁合金材料提出高強高韌的新要求,不久后,東輕承接了這一研發和生產的任務。
中國鋁業集團首席工程師任偉才說,那時候東輕制作的材料最大規格8米,任務要求長度達到20米。大規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。
中厚板生產線
任偉才是那時候的項目負責人,即使過了十多年,他依然清晰地記得眾人圍在鑄造生產線周邊,一遍遍鑄錠的場景:那時候,東輕將研發、生產各環節的一流研發人員和工人師傅都匯聚到這一項目上來,可謂盡銳出戰。每次試驗,東輕的領導都會來到車間督戰,壓力如爐火一樣熾熱地燒在每個東輕人的心頭。
從最基礎的材料成分研究開始,東輕人為了找到能夠實現高強高韌平衡的最佳組合,他們對元素含量進行了無數次的調整和試驗。每一次調整都需要進行大量的實驗驗證。從合金成分的設計到制造工藝匹配再到熱處理調控,這一過程中,失敗如影隨形。幾十次工業實驗后,他們通過精確控制合金成分和優化熱處理工藝,成功突破了高強高韌這一特性難題。
雖然有了配方,但到了生產工藝卻又卡了殼。
鋁鎂合金鑄錠,邊澆筑邊用冷水冷卻,這是東輕從蘇聯專家那里學來工藝,已經沿用五六十年,可是這傳統工藝,在反復嘗試中,最多只能鑄造到1米多長就開裂了。反復試驗了兩年,鑄錠成型徹底難住了大家。
智能數控
2011年,高校技術團隊的加入,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、新方法進行突破了。
然而在試驗中,新工藝并沒有一次成功,幸好團隊及時發現了裝置存在的問題進行調整,最終,通過一周的反復實驗,厚500毫米,長4米,寬1.6米的鋁合金錠坯成功出爐,研發取得了突破性進展。“那可是當時國內第一塊這么大尺寸的錠坯,也是首次應用擋水板技術取得的成果。”任偉才驕傲地說,成功后,所有工作人員都圍在鑄錠周圍拍照,不禁感嘆道:對于前沿技術要敢于嘗試。
逆風執炬:軋機轟鳴中的創新“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多億元的全新進口生產線,是東輕上下的新門面。
此時為大飛機研發的新材料已經進入軋制階段,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軋輥對每一次軋制的力道都要均勻,新上的生產線還沒完成過這樣的任務。
“外國工程師說,從來沒有軋過這么厚的板材。”
“如果沒成功,再把軋機弄壞了,損失可就太大了。”
中厚板廠的主管們紛紛表示擔憂,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員,現場都是東輕的中層領導,還有負責中厚板生產線的外國工程師。他準備好PPT,向大家講授強變形理念——通過大壓下量、高應變速率的軋制工藝,使金屬材料在軋制過程中發生劇烈塑性變形,從而細化晶粒、改善材料組織性能。按照現在生產線的能力,絕對可以做到。
如今的中厚板廠
雖然會議現場沒有反對聲,但眾人的疑慮并沒有消除。面對著軋機,外國工程師皺著眉頭,現場還有人說“這就是冒險!”在這種壓力下,任偉才還是按動了軋機按鈕。
正因為有了敢想敢試的這股勁頭,如今的東輕中厚板廠可以生產從8毫米到200毫米厚,最大寬幅可以達到3.7米的全合金系產品。東輕三次獲得單項冠軍的產品均出自這里。
中厚板廠智能化生產場景
站在中厚板廠轟鳴的軋機旁,回想起當年的故事,任偉才說,這不僅是東輕的勝利,更是中國高端材料發展的里程碑。從神舟飛天到C919翱翔,從傳統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,科研團隊的目光已投向更遠的星辰大海——第六代航空合金、深海裝備材料、新能源領域應用……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。”
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單項冠軍:全稱“國家級制造業單項冠軍”,是中國制造業的一項榮譽。
制造業單項冠軍是指長期專注于制造業某些細分產品市場,生產技術或工藝國際領先,單項產品市場占有率位居全球或國內前列的企業,代表全球制造業細分領域最高發展水平、最強市場實力。單項冠軍企業是制造業創新發展的基石,是制造業競爭力的重要體現。
制作:王淼;記者:桑蕾 杜清玉;攝影:劉心楊;視頻:劉心楊 杜清玉