第二日清晨,吕辰和何雨柱来到红星轧钢厂。
军训的工人们已经在厂区主干道集合,站成一个个方阵。
全场鸦雀无声,丘岩一脸严肃的训着教官队伍,语气严厉、不近人情。
路过的人们都不敢去触霉头,吕辰都担心他会动手。
刚在办公室坐下,门就被敲响了。
李怀德推门进来,脸上带着笑意:“小吕兄弟,这么早就来了?”
“厂长早。”吕辰站起身准备泡茶。
李怀德坐下,掏出烟发了吕辰一支:“小吕兄弟,好事儿啊,你设计的那个双桶洗衣机,志国兄弟他们整出来一个产线。我们小批量生产了一百套,按照规定,优先给厂里的优秀职工家庭试用,看看效果、获取改进数据。”
他点燃烟吸了一口:“何老弟是咱们一食堂主任,又是招待灶大师傅,劳苦功高,还是咱们厂的优秀职工、五好家庭代表,被奖励了一台,我让后勤直接给他送到家里了。”
吕辰给李怀德倒了一杯茶:“谢谢厂长关照,表哥知道了一定很高兴。”
“应该的。”李怀德摆摆手,“何老弟工作认真,厨艺精湛,无论是兄弟单位来人支援,还是各级领导调研,他总是任劳任怨,招待工作从来没有出过纰漏,厂里也是有口皆碑,组织上给一点心意是应该的。”
他顿了顿,继续说:“小吕兄弟,还有一件事,哥哥我想和你商量商量,征求一下你的意见。”
“厂长,什么事您说。”吕辰坐下。
“晓娥弟妹参与编撰的《大国崛起》第一册出版,你知道吧?我连夜翻看了,非常了不起,哥哥我认为,部里肯定会组织一些宣讲活动,让更多干部和群众了解世界历史,开阔眼界。”
吕辰点点头:“这个我知道,宣讲也是好事。”
“所以我想,”李怀德身体前倾,“咱们厂里、所里,是不是可以邀请弟妹来一趟,给咱们的党员、技术骨干上一堂党课?就以《大国崛起》为主题,讲讲历史,讲讲大国兴衰的规律,也讲讲……,我们正在做的这些事,在历史长河中的位置。”
吕辰有些意外,但随即明白了李怀德的深意。
在当前的形势下,邀请娄晓娥来宣讲《大国崛起》,不仅是对她工作的肯定,更是一种政治上的保护,表明组织认可她的工作和思想。
吕辰迟疑道:“不过,这合适吗?晓娥毕竟年轻……”
李怀德笑了,“小吕兄弟啊,你这话可就不对了。年轻有什么不好,你看看咱们所里的人,你、卫国兄弟、国华兄弟,那个不年轻?再说了,弟妹可是这本书的发起人,她是源头,别人不知道,我还不知道吗。更重要的是——”
李怀德的表情严肃起来:“《大国崛起》这本书有深度,有格局。它讲的是什么?是一个国家、一个民族,如何在关键的历史节点上,抓住机遇,勇于变革,最终站到世界的前列。”
他提点道:“我们正在做的‘星河计划’,建设6305厂,不正是中国在电子工业这个关键节点上,奋力追赶、力争上游的实践吗?让弟妹来讲讲历史上的大国是怎么‘崛起’的,对我们这些正在为新中国工业‘崛起’而奋斗的人,是一种激励,也是一种警示。”
他转回身:“我已经和孙书记通过气了,他完全支持。现在就看你和弟妹的意见。”
沉默片刻,吕辰开口道:“厂长安排周到,我替晓娥谢谢您。但晓娥她毕竟第一次面对这么多技术干部讲课,可能会紧张。”
李怀德大手一挥:“这你放心!咱们所的同志,最尊重有真才实学的人。弟妹作为咱们厂的家属,能参与编写这样有分量的书,本身就证明了她的能力,这是荣耀!不会有人说三道四。”
他眨了眨眼:“这是为咱们的思想建设添砖加瓦。就这么定了,我让厂办发正式邀请函,时间就定在下周五下午。你回去跟弟妹好好说说。”
“没问题。”
又聊了一会儿,才送走李怀德。
吕辰刚坐下准备处理一些文件,办公室的门又被敲响了。
这次来的是工业陶瓷研究中心的一个年轻研究员,周师兄。
“吕工,汤老师请您过去一趟,说有急事。”周师兄的语气有些焦急。
“汤教授?现在吗?”
“对,他说越快越好。”
吕辰立即起身,跟着周师兄走出办公楼,来到工业陶瓷研究中心。
推开汤渺教授的办公室,他正对着桌上几颗灰白色的圆球发呆。
那些圆球只有黄豆大小,表面光滑,在日光灯下泛着陶瓷特有的光泽。
“小吕来了。”汤渺抬起头,脸上是掩饰不住的疲惫,“坐。”
吕辰在对面坐下,周师兄轻轻带上门退了出去。
“汤教授,您找我?”
汤渺拿起一颗圆球,递到吕辰面前:“你看看这个。”
吕辰接过,入手很轻,比同样大小的钢珠轻得多。
他对着光仔细看,圆球表面几乎完美,没有肉眼可见的气孔或瑕疵。
“氮化硅陶瓷球?”吕辰问。
“对。”汤渺叹了口气,“我们用了三个月时间,从粉体合成开始,一步步做到这个程度。可是......”
他站起身,走到墙边的白板前。
白板上画满了复杂的工艺流程图和化学方程式,还有密密麻麻的批注。
“小吕,咱们长话短说。”汤渺拿起记号笔,在白板上圈出几个关键节点,“陶瓷轴承的研发,我们遇到了几个致命的瓶颈。”
他首先指向“粉体合成与提纯”一栏。
“氮化硅粉体,目前我们有两种方法,硅粉直接氮化法,和化学合成法。”汤渺的语气很沉重,“硅粉氮化法成本低,但容易引入铁、铝、钙等杂质,这些杂质在后续烧结中会成为缺陷源,严重影响轴承的疲劳寿命。”
他在“杂质”二字下重重画了两道线。
“化学合成法,比如碳热还原法、气相沉积法,能获得高纯粉体,但对设备和原料要求极高。我们尝试用国产的工业硅粉,通过碳热还原制备氮化硅粉,但粉体的均匀性和烧结活性很难控制。这一批做出来的球,你看表面很好,但内部可能有我们检测不到的微孔。”
吕辰点点头:“粉体是基础,基础不牢,后面全白搭。”
“没错。”汤渺走到第二块白板前,“更大的问题是成型与烧结工艺。”
他在“冷等静压成型”几个字上敲了敲:“轴承球坯需要等静压成型,才能保证密度均匀。可咱们没有大型冷等静压设备。哈工大的精密加工实验室答应立项研制,但那需要时间,至少一年。”
“那这些球坯是怎么成型的?”吕辰扬了扬手中的陶瓷球。
“手工。”汤渺苦笑,“我们用最土的办法,先模压成近似球体,再手工修整。效率低不说,一致性根本没法保证。这一批二十颗球,能挑出五颗尺寸公差在±0.01毫米以内的,就算运气好。”
吕辰的心沉了下去。
轴承是精密部件,尺寸公差的要求极为严苛。
手工修整?这离产业化还有十万八千里。
“最要命的是烧结。”汤渺的语气几乎有些绝望了,“氮化硅是共价键化合物,扩散系数低,难烧结。必须在1700摄氏度以上、高压氮气气氛下,进行气压烧结或热压烧结,才能实现致密化,同时防止高温下分解。”
他在白板上写下一串数字:“我们需要大型高温高压烧结炉,炉膛尺寸至少要能装下直径100毫米的烧结体,温度均匀性要控制在±5摄氏度以内,氮气压力要达到10兆帕以上,还要能精确控制升温速率、保温时间、冷却程序......”
“这样的设备,国内有吗?”吕辰问。
汤渺摇摇头:“没有。三个月前我就向工业部打了报告,申请研制或进口。部里的回复是先列入计划,排队等待。具体什么时候能批下来?不知道。”
他走到窗前,背对着吕辰,声音有些发闷:“没有设备,我们就自己改造,拆了一台旧的热压炉,加装氮气循环系统,重新设计加热元件和隔热层。可改造出来的炉子,温度最高只能到1600多度,压力也上不去。烧出来的球,要么有残留气孔,要么开裂变形。”
吕辰看着手中那颗看似完美的陶瓷球:“加工呢?烧结后的陶瓷球,硬度应该接近金刚石了吧?”
“接近。”汤渺一脸苦笑,“硬度达到hRA92以上,只能用金刚石砂轮研磨抛光。我们申请进口一批金刚石砂轮,报告打上去,石沉大海。现在用的是国产普通金刚石砂轮,磨削效率低,损耗快,加工一颗球的成本高得吓人。”
他在白板上写下另一个数字:“而且磨球机的精度不够。轴承球的圆度要求是0.1微米,表面粗糙度Ra要小于0.01微米。我们的设倍,最好的状态也只能做到圆度0.5微米,粗糙度0.05微米。差了一个数量级。”
吕辰深吸一口气:“汤教授,实验数据怎么样?性能测试做了吗?”
提到这个,汤渺眼中总算有了一点光。
“做了。”他走到文件柜前,抽出一沓厚厚的测试报告,“大庆油田支援了一台高速主轴试验机,我们又找机修车间做了几个模拟工况的实验台。初步测试结果显示,氮化硅陶瓷轴承在高速下的温升比钢轴承低30%,极限转速能提高50%以上。在润滑不良的情况下,陶瓷轴承的寿命是钢轴承的3到5倍。”
他翻到报告中的一页:“我们还测试了耐腐蚀性。把陶瓷球浸泡在浓盐酸、浓硫酸里72小时,表面几乎无变化。钢轴承在这种环境下,几个小时就锈穿了。”
“疲劳寿命呢?”吕辰追问。
“正在做。”汤渺说,“疲劳测试周期长,要连续运转几千个小时。但我们已经有了一批初步数据,在相同载荷下,陶瓷轴承的疲劳寿命预计能达到钢轴承的8到10倍。当然,这是理想样品的理论值。”
他合上报告,叹了口气:“性能是真好,前景是真广阔。可这产业化之路,也太难走了。”
吕辰沉思片刻,问:“成本估算过吗?”
“粗略估算过。”汤渺回到桌前,翻开笔记本,“从高纯粉体制备,到成型、烧结、精密加工,一颗直径10毫米的氮化硅陶瓷球,目前的成本大约是同等尺寸钢球的110倍。如果考虑不到30%成品率,实际成本还要更高。”
110倍!
性能再好,成本下不来,一切都无从谈起。
“除了氮化硅,我们还并行研究了氧化锆增韧氧化铝陶瓷。”汤渺继续说,“ZtA的成本低一些,粉体容易获得,烧结温度也低。但硬度和韧性比氮化硅差一个档次,适合一些低速、轻载的场景,可以作为低成本备选方案。”
他语气复杂:“小吕,你知道最让我难受的是什么吗?不是技术难,不是设备缺,是没人理解。”
汤渺用力揉了揉眉心。
“我给哈工大、给郑州三磨所、给硅酸盐所都发过合作邀请。郑州三磨所也在攻关金刚石砂轮,但是攻关目标完全达不到我们的要求,至谈陶瓷轴承,他们觉得这是‘无稽之谈’,有那功夫不如多生产点普通砂轮;硅酸盐所倒是感兴趣,可他们的资源全用在国家任务上,分不出人手。”
“就连工业部,对我们申请高温烧结炉的报告,也是不冷不热。”汤渺的声音里带着苦涩,“可能在他们看来,陶瓷轴承太超前了,不如多炼几炉钢实在。”
办公室里再次陷入沉默,窗外,军训的口号声隐约传来。
良久,吕辰开口:“汤教授,您觉得陶瓷轴承未来的应用场景在哪里?”
这个问题让汤渺精神一振。
“这可多了。”他的语气恢复了学者特有的条理性,“极端环境,如腐蚀性介质环境,深海、太空等特殊环境;高速领域,如机床主轴、高速电机、涡轮机械等;长寿命免维护需求,比如发电机、水泵等难以检修的工业设备;特殊工况 比如需要避免磁性干扰的精密仪器。”
他越说越激动:“小吕,你我都知道这不是天方夜谭。但是国内没有人理解支持我们啊,眼看着美日德等国家都在拼命研究,等别人技术成熟了,专利壁垒建起来了,我们再想追,就难了。”
吕辰完全同意汤渺的判断。
他想起前世,到了二十一世纪,高端陶瓷轴承几乎被日本、德国、瑞典几家公司垄断,价格高昂,国内许多高端装备不得不依赖进口。
“汤教授,我理解您的困境。”吕辰缓缓说,“但正因为难,才值得做。我有几个想法,您听听看。”
汤渺道:“你说。”
“关于研发模式。”吕辰说,“我建议还得成立一个跨单位的‘陶瓷轴承攻关联合体’,把相关单位全部拉进来。集中力量攻关最关键的技术节点,如高纯氮化硅粉体合成、大型等静压设备、高温烧结炉、精密加工技术等。”
汤渺苦笑:“这个想法我也有,但各单位都有自己的难处。”
吕辰点点头表示理解:“所以我们要换个思路,不是请求他们支援,而是给他们‘送项目’。”
“送项目?”
“对。汤教授,咱们现在不缺钱吧?暖气片、耐腐蚀罐体、特种构件,这些产品已经打开了市场,所里应该有充足的研发经费。”
汤渺点点头:“经费确实有,中心创收不少,按规定,我们可以留成30%作为研发基金,账上二三十万是有的。但这钱是国家的,我担心......”
他指了指窗外正在军训的工人:“这个丘书记虽然不是咱们所里的,但是有上面的支持,审查相当严格,万一说咱们乱花钱……”
吕辰笑了:“汤教授,您觉得丘书记是个什么样的人?”
“技术懂一点不多,拿着鸡毛当令箭,不近人情。”汤渺用词毫不客气。
吕辰摇了摇头:“不近人情倒是有,拿着鸡毛当令箭倒不至于。”
汤渺一愣。
吕辰继续说:“丘书记是从四机部来的,他不太懂技术是真的,但肯定懂什么是卡脖子。而且最重要的是,他知道自己不懂技术,所以绝对不会贸然干预。不仅如此,您如何给他看测试数据,讲国外的发展情况和咱们的困境。然后告诉他,我们需要经费支持兄弟单位,共同攻关。这不是乱花钱,这是在为国家的战略产业布局。”
他顿了顿:“我敢打赌,丘书记不仅不会反对,反而会全力支持。因为这件事,符合他最看重的原则,为国家战略服务。”
汤渺的眼睛渐渐亮了。
“还有一点,我觉得很重要。”吕辰特别建议,“标准。陶瓷轴承是一个全新领域,国内没有标准,国际上也没有成熟的标准体系。咱们要趁着现在起步早,把测试方法、性能指标、验收规范全都建立起来。等将来产业发展起来了,我们就是标准的制定者,先把话语权抢过来。”
汤渺教授点点头:“这个的确重要!我这就安排人手,系统测试不同工艺样品的性能,详细记录每批次的参数,形成中国第一本《陶瓷轴承工艺手册》!”
吕辰点点头,继续说:“至于市场开拓。不能等产品完美了再找市场,要一边研发一边找应用场景。”
他想了想:“咱们先从熟人下手,那些买了咱们耐腐蚀陶瓷罐体的化工厂、制药厂,他们一定有轴承腐蚀的问题。主动上门,提供样品试用,解决他们的痛点。”
“然后瞄准急需领域,比如机床主轴轴承,这是红星厂自己就需要的;比如航空发动机附件轴承、高速电机轴承,这些是‘卡脖子’的关键部件,容易争取国家专项经费。”
“等工艺成熟后,再向纺织机械、高速离心机等民用领域推广。量大面广,能摊薄研发成本。”
汤渺教授非常认可这个想法:“小吕,你说的对,咱们不能想着一步到位,应该小步快跑,迭代前进。”
顿了顿,汤渺教授道:“还有最后一个方向,你帮我分析有没有价值。”
“什么?”
“碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料。”唐渺教授缓缓说出这个名词。
吕辰愣住了,他没想到汤渺教授已经想到这么超前的研究:“汤教授,这个方向太有前途了。我认为,这才是未来超高速、超高温轴承的终极材料。氮化硅陶瓷再好,也有脆性大的问题。如果用碳化硅纤维进行增强,制备出复合材料,韧性可以大幅提升,性能会有质的飞跃。”
汤渺看着吕辰认真的表情,他知道,这不是玩笑。
他松了一口气:“既然连小吕你都这样说,那就是有前途,我们马上开始文献调研和前期探索。”
顿了顿,他又道:“这个丘书记,你确定不会……”
“汤教授,您放心吧,丘书记是严,不是坏。您要是还不放心,就去问问李厂长和刘教授,他们也是和我一样的判断。”吕辰觉得好笑。
这样说,汤教授才放心下来。
正事谈完,汤渺教授匆匆忙忙去了实验室。
吕辰无奈苦笑,跟着离开了。