選準(zhǔn)突破口

       長期以來，我國熱加工鑄鍛件和復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)一直存在成本高、能耗高、附加值低、原材料消耗嚴(yán)重等問題。很多重大裝備的大型鑄鍛件依賴進(jìn)口，受制于人，有些特大型鑄鍛件花錢也買不到，嚴(yán)重制約了我國能源、冶金機(jī)械、船舶動力等重要產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。大型鑄鍛件和高附加值鑄鍛件依賴進(jìn)口的根本原因是國內(nèi)制造工藝缺乏核心技術(shù)。

      1997年，從事材料研究的李依依瞄準(zhǔn)了材料制備工藝計算機(jī)模擬這一新興學(xué)科方向，決定把這一信息技術(shù)嫁接到金屬材料加工生產(chǎn)過程中。在她的倡導(dǎo)下，金屬所通過“百人計劃”引進(jìn)了李殿中，組建了材料加工模擬研究組。后李殿中成為材料加工模擬研究部主任，李依依、柯偉和英國John Campbell三位院士當(dāng)顧問，組成了一個能夠攻堅的研究團(tuán)隊（下稱團(tuán)隊）。

        2002年，團(tuán)隊與********重型機(jī)械集團(tuán)公司簽署協(xié)議，合作開發(fā)生產(chǎn)大型鑄鋼支承輥。之所以選擇軋鋼中使用的支承輥?zhàn)鳛橥黄瓶谑且驗(yàn)槲覈��?*******產(chǎn)鋼大國，鋼產(chǎn)量接近4億噸。而生產(chǎn)每噸鋼消耗軋輥2公斤，每年約消耗軋輥80萬噸，需要各類軋輥1萬支左右。凡高附加值的軋輥都需大量進(jìn)口。

       四鑄成功

       2002年秋，團(tuán)隊來到位于黑龍江省的中國一重。雙方要為中國鑄造第一支50噸重的大型鑄鋼支承輥。

       支承輥的形狀有點(diǎn)像中國傳統(tǒng)的搟面杖，只不過中間部分的直徑比兩頭更大一些。團(tuán)隊反復(fù)模擬生產(chǎn)過程，計算參數(shù)，最后制定生產(chǎn)方案。12月，他們開始了第一次鑄造。團(tuán)隊人員親臨澆注現(xiàn)場，與技術(shù)人員細(xì)心交流，確保每一個工藝的正確實(shí)施。屋外的溫度已低至零下20多度，車間內(nèi)的溫度也很低，但是大家誰也沒有打退堂鼓，等到澆注完畢已經(jīng)是凌晨2點(diǎn)。

      成型澆鑄工作結(jié)束后，脫模現(xiàn)場出了問題：鑄件不能從模型中脫出來。后來發(fā)現(xiàn)是模型的一個部位被鋼水沖出了一個小洞，鑄件上多長了一個“瘤子”，它的卡殼使鑄件不能脫離模型。第一個鑄鋼支承輥成形較好，但脫模過程并不完美。

        “一個不行，我們就鑄第二個，第二個不行，我們就鑄第三個，鑄到第四個時，終于完美地成功了。” 李依依笑了。為了這個鑄件，團(tuán)隊前后在一重并肩工作了3年。

        和鍛造支承輥相比，鑄造大型支承輥，不僅可以保證質(zhì)量，而且還大大地節(jié)省了材料及能耗。現(xiàn)在中國一重已運(yùn)用這項新工藝，鑄造100噸級的軋輥了。

        在一重進(jìn)行技術(shù)改造過程中，李依依和李殿中提出了“可視化鑄鍛技術(shù)”的概念，即通過實(shí)驗(yàn)室的模擬仿真和等比例中試件的X射線實(shí)時觀察，直接透視鑄鍛件缺陷產(chǎn)生過程，從而提供****工藝方案，指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄鍛件。

        下車間，讓團(tuán)隊一舉多得：既解決了我國工業(yè)界多年解決不了的技術(shù)難題，又豐富了鑄鍛的理論體系，而且還獲得相關(guān)授權(quán)專利50余項，出版專著一部，發(fā)表高水平論文100多篇。

      新技術(shù)遍地開花

      團(tuán)隊喜歡面對難題。繼首次成功開發(fā)出我國50噸級大型鑄鋼支承輥后，2005年，他們又開始向制造技術(shù)更難的大型船用曲軸挑戰(zhàn)。

        曲軸是大型船舶的“心臟”。我國目前每年需要大型船用曲軸200多根。但由于自己不能生產(chǎn)船用曲軸而完全受制于國外。2005年時，國外曲軸都是按噸賣，每噸1萬美元左右。一根60機(jī)的曲軸重70噸，買一根就得花70多萬美元。后來供不應(yīng)求時，花再多的錢也買不到。由于曲軸受制于人，我國船舶行業(yè)呈現(xiàn)“船等機(jī)、機(jī)等軸”的被動局面。

      曲軸中最難制造的當(dāng)屬曲拐鍛件，成形復(fù)雜。憑經(jīng)驗(yàn)很難鍛造加工出合格品，成品率很低。團(tuán)隊在有關(guān)單位的支持下，通過計算機(jī)模擬仿真，采用反變形設(shè)計法，提供了曲軸鍛件模具設(shè)計圖紙和成套鍛造工藝，經(jīng)與上海重型機(jī)器廠合作，于2005年成功生產(chǎn)出我國第一根60機(jī)大型船用曲軸。

        技術(shù)突破帶來了生產(chǎn)的巨大進(jìn)步。到2008年底，上海重型機(jī)器廠曲軸公司已經(jīng)生產(chǎn)了上百支大型船用曲軸。鞍山重型機(jī)械公司與大連重工也已能生產(chǎn)60機(jī)到90機(jī)的曲軸。中國人打破了國外對我國曲軸產(chǎn)品的壟斷。

        幾年來，團(tuán)隊成員的足跡踏遍了中國一重、中國二重、上海重型、大連重工、鞍鋼重機(jī)、沈陽重型、中鐵山橋、沈陽鼓風(fēng)集團(tuán)、沈陽機(jī)床集團(tuán)公司、沈陽黎明發(fā)動機(jī)公司等企業(yè)，利用“可視化鑄鍛技術(shù)”，先后為大型鑄鋼支承輥、大型船用曲軸、三峽水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪部分鑄件、空心鋼錠、壓縮機(jī)缸體、噴泵葉輪、燃機(jī)機(jī)匣、燃機(jī)葉片、高速鐵路道岔、轉(zhuǎn)向架等關(guān)鍵件的開發(fā)起了重要的技術(shù)支撐作用，推動了我國鑄鍛業(yè)的跨越式發(fā)展。

        為企業(yè)服務(wù)難在哪

      “當(dāng)一個人或團(tuán)隊掌握著最新的制造技術(shù)和工藝時，似乎走入車間廠房就能對企業(yè)進(jìn)行一番技術(shù)改造，但實(shí)際并非如此。”李殿中研究員說：“****的困難并不在于有沒有最新的技術(shù)，而在于下基層能不能吃苦和頂住壓力，能不能讓一線技術(shù)人員理解并掌握新技術(shù)和關(guān)鍵工藝。”

        對于李依依院士來說，到企業(yè)推廣高技術(shù)有一定的風(fēng)險和壓力。她原本是研究冶金與材料的，現(xiàn)在要在傳統(tǒng)的工藝研究中熔入計算機(jī)技術(shù)，并與鑄造、鍛造、焊接、材料力學(xué)等學(xué)科交叉，作為院士首先要承擔(dān)項目失敗的風(fēng)險。李依依坦承：“如果我不搞這個可視化鑄鍛技術(shù)，只搞材料研究應(yīng)該是很舒服的。”除了超前進(jìn)行技術(shù)和工藝的研究之外，李依依最重要的工作就是為團(tuán)隊頂住各種各樣的風(fēng)涼話，增強(qiáng)團(tuán)隊信心，讓團(tuán)隊的工作能夠堅持下去。

        可視化鑄鍛技術(shù)之所以能在國內(nèi)許多廠家生根，還在于團(tuán)隊里有一批能吃苦的干將。李殿中不但要所內(nèi)搞研究，還要在生產(chǎn)第一線解決關(guān)鍵技術(shù)；工程技術(shù)人員夏立軍在研制支承輥時，長年累月住在一重廠內(nèi)，與車間技術(shù)人員和工人打成一片；組內(nèi)的研究人員，在試制曲軸時，索性就搬著電腦在現(xiàn)場調(diào)整參數(shù)……

        科技是能夠創(chuàng)造神奇的。但這朵神奇之花必是深深地扎根于科研人員持之以恒的追求、不屈不撓的奮斗和“我不下地獄誰下地獄”的勇氣之中的。“可視化鑄鍛技術(shù)”的推廣就是一個最好的例證。 

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