我們的強國夢
——讓中國擠壓鑄造走在世界前頭
齊丕驤(中國兵器科學(xué)研究院寧波分院)
這里記載的,不僅是我個人所做的一些工作,更是一個科研梯隊、一批擠壓鑄造人的奮斗歷程。為了中國擠壓鑄造(液態(tài)模鍛)的崛起,他們不斷地向世界科技的巔峰攀登。
一、前線急需反坦克炮彈
1969年末,從珍寶島前線傳來一個驚人消息:我國85反坦克炮彈,打不穿敵方新式坦克的裝甲板。新聞記錄片上,也出現(xiàn)了一群手持木棍、農(nóng)具的村民,在敵裝甲車橫沖直撞情況下,束手無策的鏡頭。“我國武器裝備實在太落后了。”我們心里都憋著一股子勁。
參照部里的項目指南,我遞交了“某炮彈零件擠壓鑄造研究”的立項申請報告,很快得到國家批準(zhǔn),并成立了課題組。
“擠壓鑄造”又稱“液態(tài)模鍛”,是一種介于鑄造和鍛造之間,可實現(xiàn)“鑄鍛結(jié)合”和“以鑄代鍛”的新型工藝。它問世于1937年的前蘇聯(lián),在其衛(wèi)國戰(zhàn)爭的艱苦歲月里,以“小壓力機設(shè)備制作大型鍛件”而立過汗馬功勞。我們之所以選中此工藝做炮彈零件,就是根據(jù)我國當(dāng)時情況,解決復(fù)雜鋁鍛件無法批量供應(yīng)和成本過高問題。
但當(dāng)時我們研究所條件很差,除兩臺電阻熔鋁爐外,連壓力機都沒有。無奈,只好向兄弟廠調(diào)拔了一臺舊的300噸下頂式油壓機,以勉強的開展試驗研究工作。從設(shè)備打地基到安裝調(diào)試,從模具設(shè)計到加工組裝,從合金的熔煉、澆注,到毛坯的清理,加工,課題組成員都夜以繼日地自已做。那時“干活一身油吃飯兩窩頭”,條件艱苦但精神煥發(fā)。很快,項目增加到兩種型號彈體,并均達指標(biāo)要求,通過了靶試考核和部級鑒定。在型號上得到了生產(chǎn)應(yīng)用,并獲部級科技成果獎。
二、別國有的,我們也得有!
彈體零件擠壓鑄造的研制成功,給我項目組奠定了初步的試驗研究物質(zhì)基礎(chǔ)。也就在這段時間內(nèi),日本和歐美等國也大力開展了擠壓鑄造研究,并在軍品高技術(shù)活塞,輕型坦克負重輪和鋁裝甲板等方面獲得重大進展,有的已在型號上獲得了應(yīng)用。
“不能落在別人的后面,別國有的我們也得有”!我們的研究團隊接著開展了坦克及軍用車輛活塞和負重輪等研究,瞄準(zhǔn)的目標(biāo)是我國正在試制的最新型號的三代坦克及軍用車輛的關(guān)鍵零部件。
以三代坦克為代表的新式軍用車輛,戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)是非常高的。作為發(fā)動機心臟的活塞和惡劣受力行動件的負重輪,用常規(guī)的材料,工藝是不行的,必須在高技術(shù)上予以突破。為此,我們查遍了國內(nèi)外的文獻資料,沒法考察了美國和日本,雖找到了些線索,但照搬他們的技術(shù)資料是沒有的,畢竟他們的國情和技術(shù)路線跟我們不一樣。要上,必須全部靠自己。
科研工作是漫長而又艱難的,我們?nèi)嬷朴喲芯糠桨福河梢椎诫y分層次,一步步地開展試驗工作,一項項地攻下技術(shù)難關(guān)。就這樣,經(jīng)過六個五年計劃的實施和我們團隊兩三代科技人員的不懈奮斗,我退休了,我的同事們接著往前干。終于,我們五二所不僅是在擠壓鑄造技術(shù),更有它與先進的真空電子?xùn)c焊接技術(shù),復(fù)合材料技術(shù),機械加工技術(shù),雙金屬與可熔鹽芯技術(shù),探傷及失效分析等新技術(shù)之間實現(xiàn)了有機結(jié)合和配套發(fā)展,達到了世界一流的水平。現(xiàn)在,我們可以自豪地說,我們已掌握了從汽車、摩托車、軍用車輛到最新式坦克的全套的高端活塞的制造技術(shù),并已經(jīng)用于我國最先進坦克發(fā)動機上。鋁合金裝甲板已用于各型戰(zhàn)車上,擠壓鑄造負重輪,也早以裝配了各式坦克和軍車。而且,擠壓鑄造的應(yīng)用,已擴展到了履帶板,托帶輪,主動輪等諸多重要構(gòu)件。為此,獲得了國家級和省部級多項科技成果獎,并為五二所及有關(guān)企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟效益。
三、著書立說,助力新技術(shù)推廣
到上世紀(jì)七十年代末,我們擠壓鑄造工藝及其應(yīng)用研究已近十年了,除了開發(fā)出多種軍、民品外,我們在擠壓鑄造成形理論、模具設(shè)計、工藝參數(shù)、材料性能等各方面也都進行了較全面的研究,積累了較多實驗數(shù)據(jù),發(fā)表了多篇論文。我們系統(tǒng)的收集了國內(nèi)外的文獻資料,我還全文翻譯了前蘇聯(lián)兩本擠壓鑄造的專著。已經(jīng)具備了著書立說的實力。也就在這段時間內(nèi),國內(nèi)一些高校和研究所,也開展了此項研究,不少廠家也提出了應(yīng)用此工藝的需求。因此,新技術(shù)的推廣事在必行。為此,我下定決心要編寫一本擠壓鑄造專著出版。
著書是辛苦的,那時,我白天照常上班,晚上抽兩小時著書,每天如此。在近四年多的時間內(nèi),我改稿四次才完稿。可最大的困難是新書出版問題。我找了四家出版社,都被惋言謝絕。因為,他們不清楚此項技術(shù)的先進性,我本人的業(yè)務(wù)能力和單位工作水平。一時,我陷入極大的困惑之中。怎么辦?我只好硬著頭皮,拿著厚厚的書稿,找了第五家出版社;並將著書項目申報到兵器部科技局;并托專家做了推薦。這些努力總算沒白費,“擠壓鑄造”一書終于1984年5月由國防工業(yè)出版社出版,并全國發(fā)行。
這是我國第一本也是國際上的第三本擠壓鑄造的專著,之前只有前蘇聯(lián)的兩本書。因為是新工藝,本書的出版在國內(nèi)產(chǎn)生了較大影響:以此書做教材,兵器部舉辦了兩期培訓(xùn)班;不到一年時間內(nèi),新書在全國各大書店都銷售一空;不少企業(yè),包括一汽、二汽等,都參照本書內(nèi)容,進行了擠壓鑄造新品的生產(chǎn);有臺灣學(xué)者告訴我,臺灣地區(qū)的擠壓鑄造也是在看了此書后才開始發(fā)展起來的。
此書在國際上也產(chǎn)生了一定影響:1985年冬日本著名擠壓鑄造專家鈴木鎮(zhèn)夫奉政府派遣來華考察,我送了他此本書。他回國后,在日本權(quán)威雜志“日本金屬學(xué)會志”(1986年3期)發(fā)表了“中國的擠壓鑄造”一文,按本書內(nèi)容介紹了中國擠壓鑄造發(fā)展情況,向讀者推介了本書,文中還寫道:“看了此書后,感到非常驚訝”!真大有出乎他意料之意。
此后,我又和其它專家合作,陸續(xù)編寫了“液態(tài)模鍛與擠壓鑄造技術(shù)”、“新型鋁活塞”、“特種鑄造手冊”(兩版本)和“鑄造工程師手冊”(兩版本)等7本專著,及時總結(jié)并推介了擠壓鑄造的新技術(shù),新成果。
四、組建學(xué)術(shù)團體,搭建中國學(xué)術(shù)交流平臺
八十年代初,我國擠壓鑄造(液態(tài)模鍛)的研究和生產(chǎn)應(yīng)用已風(fēng)起云涌。除五二所外,上海交大,哈工大及武漢水運工程學(xué)院(現(xiàn)武漢理工大學(xué))的研發(fā)工作走在了前頭。為促進國內(nèi)的學(xué)術(shù)交流,上述單位的專家商量:由各單位輪流當(dāng)東,召開全國性的擠壓鑄造學(xué)術(shù)交流會。但是,沒有一個全國性的學(xué)術(shù)團體牽頭,此事做起來也很困難。為此,我們到北京找了全國機械工程學(xué)會秘書長:希望其屬下成立擠壓鑄造專業(yè)委員會。他雖表示支持,但手續(xù)辦下來時間會很長,似乎難以行得通;因中國兵工學(xué)會金屬材料分會掛靠在我五二所,我即找到學(xué)會秘書長和部里主管,商量此事。他們欣然同意將此專業(yè)委員會掛靠在分會下面,成為中國兵工學(xué)會下屬第三級學(xué)會。
1984年春天,中國兵工學(xué)會金屬材料分會擠壓鑄造專業(yè)委員會正式成立,并在湖北武漢新洲,召開了全國第一次擠壓鑄造(液態(tài)模鍛)學(xué)術(shù)交流會。當(dāng)時,我被推舉為專業(yè)委員會副主任(后任專委會主任,退休后任名譽主任)。此后每隔2-3年開一次,前后在常州、北京、寧波開了學(xué)術(shù)年會。也就在這段時間內(nèi),中國機械工程學(xué)會鍛壓學(xué)會也成立了液態(tài)模鍛專業(yè)委員會,掛靠哈工大,我也任副主任。
為了能統(tǒng)籌規(guī)劃全國的學(xué)術(shù)活動,提高辦會效率,促進不同學(xué)科之間的交流和融合。我們兩個專業(yè)委員,又和全國鑄造學(xué)會壓鑄專業(yè)委員及“特種鑄造及有色合金”雜志編輯部商量,由四家聯(lián)合籌辦“全國壓鑄,擠壓鑄造,半固態(tài)加工學(xué)術(shù)討論會,每隔二年定期舉辦一次,到現(xiàn)在為止,已在煙臺、深圳、寧波、重慶、深圳、蘇州、廣州、南通、珠海召開過多次會議,每次會議都能收到150篇以上論文,(其中擠壓鑄造約30—40篇),到會代表都有200多人,每次會議出論文集,已成為我國此領(lǐng)域?qū)W術(shù)交流的一個“品牌”,并吸引了香港、臺灣、韓國和日本的學(xué)者前來參會。
五、軍轉(zhuǎn)民,展示新技術(shù)的巨大潛能
九十年代初,五二所在寧波辦分所,擠壓鑄造的研究團隊,也從包頭搬到了寧波。恰逢我國摩托車產(chǎn)業(yè)大發(fā)展初期,1993年我們研發(fā)成功摩托車鋁輪轂擠壓鑄造新技術(shù),并獲得了國家發(fā)明專利。一時間,國內(nèi)涌現(xiàn)出鋁輪轂擠壓鑄造熱潮;近100臺壓力機設(shè)備一擁而上,尤其在江浙一帶的私人老板,想盡辦法來我所學(xué)習(xí)技術(shù)。到1995年我國擠壓鑄造摩托車鋁輪轂的年生產(chǎn)能力達到了三百萬只的水平。但好景不長,由于質(zhì)量控制,技術(shù)水平和市場變化等諸多原因,大部分粗放生產(chǎn)的“夫妻廠”都關(guān)停了,留下來的卻發(fā)展為大的產(chǎn)業(yè)。
摩托車鋁輪轂的熱潮,給我國擠壓鑄造產(chǎn)業(yè)也打下了一定的物質(zhì)基礎(chǔ)。后來,我們的研發(fā)團隊陸續(xù)開發(fā)并生產(chǎn)了摩托車上聯(lián)板,剎車泵,齒輪箱蓋,減震筒;汽車空調(diào)壓縮機的缸體、缸蓋、活塞;渦旋盤;空氣濾清器的罐體、罐蓋,船用螺旋槳,鋼琴支架等,據(jù)2005年的粗略統(tǒng)計,我所在研發(fā)團隊已經(jīng)開發(fā)出80多個品種,250多種規(guī)格的擠壓鑄造產(chǎn)品,為我國民品生產(chǎn)做出了我們的貢獻。其中不少產(chǎn)品還填補了我國的空白。以上海通用別克轎車的5V16氣缸體為例:一開始,它就定位為別克車需國產(chǎn)化的關(guān)鍵零部件,交由上海某大鑄造廠試制,并專門從日本引進了擠鑄機和模具。但搞了三年,產(chǎn)品仍要靠美國進口。因其關(guān)鍵零部件“國產(chǎn)化率指標(biāo)”必須達50%后,別克車才許下線的問題,客戶很著急,找到了我五二所來做。我開發(fā)團隊未從國家要一分錢,從模具設(shè)備到材料工藝進行研究和創(chuàng)新,不到一年,即全面達到美國客戶要求,順利投產(chǎn),并成為我所軍轉(zhuǎn)民的主力產(chǎn)品。國產(chǎn)化達標(biāo)的別克車也順利下線了,是時任上海市委書記江澤民剪的彩。
六、讓中國擠壓鑄造設(shè)備趕上日本
1990年夏,我到日本考察擠壓鑄造,此事令我刻骨銘心:因受兩大公司之托,打算采購日本宇部公司大型擠壓鑄造機,用于生產(chǎn)汽車鋁輪轂。可到宇部后,生產(chǎn)車間不讓進,只讓看實驗室原理樣機,既無模具又停電關(guān)機,一副傲慢自居的腔調(diào),大設(shè)備不賣,小機器貴得嚇人。此次考察后,讓我明白了一個道理:我國生產(chǎn)上要大量裝備先進擠壓鑄造機,還得靠我們自己!
從此,我一是利用各種機會,如學(xué)術(shù)報告,論文著書等,呼吁開發(fā)自己的先進設(shè)備;二是通過各種途徑向上級申請立項,爭取經(jīng)費;三是找朋友托關(guān)系,說服大企業(yè)老板投資先進擠鑄機項目。十年過去了,我人也早已從五二所退休了,但此愿望還未實現(xiàn)。直到2007年,我開會參觀了蘇州三基鑄造裝備有限公司,托一壓鑄機專家向該廠轉(zhuǎn)達了共同開發(fā)擠鑄機的愿望。很快,得到了公司許總的積極響應(yīng),簽訂了由我提供技術(shù)支撐,三基提供人員、設(shè)備和資金的合作研發(fā)先進擠壓鑄造機的協(xié)議。
只用了不到一年的時間,國內(nèi)第一臺先進的SCH型350噸臥式擠壓鑄造機問世,并于2008年通過了江蘇省級專家鑒定,結(jié)論是綜合指標(biāo)達國際先進水平。之后又相繼研發(fā)出,SCH型1000,1250噸全自動臥式擠鑄機,SCV型50,250,800,2000噸級立式全自動擠鑄機系列,到目前為止,共生產(chǎn)銷售50多臺機,產(chǎn)品還銷售到瑞典,美國。蘇州三基擠壓鑄造機的問世,動搖了日本機的壟斷地位,宇部公司不得不宣布:小擠鑄機降價50%,大擠鑄機也可以賣了。
我國先進擠壓鑄造機的應(yīng)用,大幅度提升了我國擠鑄工業(yè)的裝備水平。2009年深圳華為售北美通訊產(chǎn)品發(fā)生從基站高塔掉落事故,急需解決其固定板更新問題,我們向其建議用擠壓鑄件取代原鑄件,為此,我被邀到華為講課,幫助蘇州一企業(yè)(東山精密)用三基先進設(shè)備以超常速度試制出樣品并獲得華為認可。后來,蘇州東山精密用8臺三基SCH型350擠鑄機,生產(chǎn)該產(chǎn)品,年產(chǎn)值達一個億,并很快就上市了;有工廠訂SCH型1250噸全自動機,90秒鐘可生產(chǎn)一個5公斤重的汽車泵殼件,成品率可高達95%以上;一些原來我國不能生產(chǎn)的關(guān)鍵零部件,現(xiàn)在也可以生產(chǎn)了,如我們與三基合作,在SCV型2000噸大型機上,為一汽紅旗轎車開發(fā)成功30公斤重的鋁合金副車架零件,填補國內(nèi)的多項空白。
我國擠壓鑄造整體實力的提升,引起了國際產(chǎn)業(yè)界的重視:美國通用汽車公司宣布,其上海的研究院,用三基公司擠鑄機研發(fā)新的汽車用鎂合金擠壓鑄造產(chǎn)品;北美壓鑄協(xié)會也和三基公司合作,將部份擠壓鑄造產(chǎn)品,搬來中國生產(chǎn);我們和澳大利亞合作,已經(jīng)為德國SAF的大型卡車,研發(fā)出31公斤重的大型鋁基復(fù)合材料擠鑄件。而上述的研發(fā)工作都是有前瞻性的,也都是走在世界前頭的。
我雖年事已高,但仍喜歡做這些事,為了強國夢,我不會停步的。
【小詩一首】
擠壓鑄造和我
作者:齊丕驤
與液態(tài)模鍛同歲[注],
干擠壓鑄造半輩,
立神州大地?zé)嵬粒?span>
爭全球同行之最。
注:“擠壓鑄造”初始名稱為“液態(tài)模鍛”,發(fā)明于1937年,正好與作者同歲。