第851章 新材料的第一缕曙光(1/2)
清晨六点半,天刚蒙蒙亮,一汽技术中心的院子里已经停了几辆自行车。齐铁军锁好车,拎着一个鼓鼓囊囊的帆布包快步走向实验室大楼。包里装着他熬了两个通宵整理出来的资料——德国水泵的图纸分析、谢尔盖的材料配方、还有他自己设计的三种改良方案。
实验室在三楼,走廊里静悄悄的,只有他的脚步声回荡。钥匙插入锁孔,转动,门开了。一股混合着机油、松节油和金属味道的空气扑面而来。这味道齐铁军闻了二十年,早已融入血液,成了生命的一部分。
他打开灯,日光灯管闪烁几下后稳定下来。六十平方米的实验室里摆满了设备:工作台上是各种型号的水泵样机,墙边的架子上堆放着图纸和手册,靠窗的实验台上放着金相显微镜、硬度计、粗糙度仪。最显眼的是中间那台德国进口的液压测试台,银灰色的机身,红色的操作面板,静静地立在那里,像一头沉睡的巨兽。
齐铁军放下包,没有立刻开始工作,而是走到窗前,推开窗户。七月的长春,清晨的空气带着凉意,吸进肺里让人清醒。远处,厂区的烟囱开始冒烟,白烟在淡蓝色的天空里笔直上升。更远处,城市在苏醒,车流声隐约可闻。
今天要做的,是把谢尔盖的材料配方实际验证一下。陆文婷昨天从柏林打来电话,说第一批试验材料已经通过国际快递寄出,大概三天后到。但在那之前,他要用现有的材料先做模拟,看看这个配方的基本性能如何。
他走到工作台前,摊开图纸。德国机械式可变排量水泵的结构图,他已经看了不下百遍,每一个零件,每一处配合,都在脑子里刻着。但看归看,画归画,做归做。看懂了不等于能画出来,画出来了不等于能做出来,做出来了不等于能用得好。这就是工业,这就是制造,这就是从图纸到产品之间那道看不见却无比坚实的墙。
“齐工,这么早?”
门口传来声音,齐铁军回头,看到技术员小刘端着两个饭盒走进来。饭盒是铝制的,上面印着一汽的厂徽,已经有些掉漆了。
“你也不晚。”齐铁军说。
“食堂刚开门,我打了小米粥和馒头,还有咸菜。”小刘把饭盒放在工作台空着的一角,“趁热吃吧,吃完再干。”
齐铁军确实饿了。他从昨天中午到现在,就吃了两个馒头,喝了三杯浓茶。他坐下来,打开饭盒,热气腾起,小米粥的香味混着咸菜的味道,朴实,扎实,让人安心。
“密封件的事有进展了吗?”小刘一边啃馒头一边问。
“陆工在德国找到了一个专家,提供了新材料配方。”齐铁军喝了口粥,暖暖的,顺着食道下去,整个胃都舒服了,“样品三天后到。在这之前,我们要把德国水泵的结构吃透,设计出我们自己的方案。”
“德国那个,”小刘放下馒头,擦了擦手,走到工作台前,指着图纸上那个复杂的连杆机构,“这个结构太复杂了,零件多,加工精度要求高,装配也麻烦。咱们的加工水平,够呛。”
“所以要简化。”齐铁军说,用筷子在粥碗里比划着,“你看,这里,这个凸轮,完全可以改成偏心轮。这里,这个弹簧,可以换成扭簧。还有这里,这个滑动副,可以改成滚动副。零件能少三分之一,精度要求能降一个等级,装配难度能减一半。”
小刘仔细看着,眼睛亮了:“齐工,您这思路好!这样一来,咱们现有的设备就能加工,工人也容易掌握。”
“但关键还是材料。”齐铁军放下筷子,神情严肃起来,“结构可以简化,工艺可以改进,但材料,尤其是密封件的材料,是绕不过去的坎。耐高温,耐高压,耐磨损,寿命长,成本还得可控。这几个要求,就像五个手指,握成一个拳头,打在水泵这个瓶颈上。”
“陆工找的那个材料,有戏吗?”
“谢尔盖说,理论上可行。”齐铁军说着,从帆布包里掏出一个笔记本,翻到其中一页,上面密密麻麻记着数据和公式,“KH-7的改进型,用微米级碳化硅替代纳米级,用普通聚酰亚胺替代改性型,用热压烧结替代超高温高压。成本预估,每公斤一百二十到一百五十美元。”
“一百五十美元一公斤?”小刘倒吸一口凉气,“那一个密封件就算用五十克,光材料成本就得七点五美元,再加上加工、装配、检测,成本得翻倍。咱们的目标成本可是每个密封件不超过十美元啊。”
“所以得想办法。”齐铁军合上笔记本,看着窗外,目光深远,“材料成本高,就从结构上省,从工艺上省,从管理上省。零件数量减下来,加工工时降下来,废品率压下去,总能挤出空间。实在不行……”
他没说下去,但小刘懂了。实在不行,就只能提高售价,或者降低利润,或者……寻求其他支持。但无论哪条路,都不好走。
“先不管这些,”齐铁军站起来,走到实验台前,“把咱们现有的材料都拿出来,按照谢尔盖的配方比例,先模拟一下,看看基本性能。”
“好。”小刘也站起来,两人开始忙碌。
碳化硅粉末,铝合金粉末,氧化铝粉末,聚酰亚胺树脂……实验室里的原料不多,但基本齐全。电子天平精度到毫克,烧杯、量筒、搅拌棒,都是常用的工具。混合,研磨,加热,加压……模拟实验不追求完全还原,主要是验证配方的可行性和基本性能走向。
时间一分一秒过去,实验室里的温度渐渐升高,各种味道混合在一起。齐铁军和小刘的白大褂上沾满了粉末,额头上渗出汗珠,但谁也没在意。他们全神贯注地盯着反应釜里的混合物,看着温度计上的数字缓慢爬升,听着加压泵低沉的轰鸣。
“温度到三百度了。”小刘看着仪表盘。
“保持,恒温三十分钟。”齐铁军说,眼睛盯着观察窗。窗内,混合物在高温高压下开始变化,颜色从灰白变成暗红,又变成深褐,最后稳定在一种金属光泽的黑色。
“时间到。”
“降压,降温,取样。”
釜盖打开,热气腾起。小刘用特制的钳子夹出一小块样品,黑色,致密,闪着金属光泽。齐铁军接过来,掂了掂,沉甸甸的,比普通塑料重,比金属轻。他用小锤轻轻敲击,声音清脆,不像塑料那样沉闷,也不像金属那样尖锐。
“初步判断,密度、硬度、强度都符合预期。”齐铁军说,把样品放到显微镜下,“看看微观结构。”
显微镜的目镜里,呈现出一种奇异的世界。碳化硅颗粒均匀分散在铝合金基体中,聚酰亚胺像胶水一样把两者粘合在一起,形成致密的三维网络结构。没有明显的气孔,没有大的缺陷,界面结合良好。
“微观结构不错。”齐铁军直起身,揉了揉发酸的眼睛,“但这是实验室条件,小样品,理想状态。到了工厂,批量生产,工艺稳定性,质量控制,都是问题。还有,聚酰亚胺的耐温上限是三百五十度,短期可以,长期在三百度以上工作,会不会老化,会不会分解,都是未知数。”
“那怎么办?”小刘问。
“等陆工寄来的正式样品。”齐铁军说,“她那边用的是专业设备,工艺更精确,样品更有代表性。咱们先做基础测试,等她的样品到了,做对比,再做决定。”
正说着,实验室的电话响了。齐铁军走过去接起来:“喂,技术中心齐铁军。”
“铁军,是我。”电话里传来赵红英的声音,有些急促,有些疲惫,“水泵的事,有进展吗?”
“在做材料模拟,初步结果还行,但还得等陆工的正式样品。”齐铁军说,“你那边的漏水率和轴断问题怎么样了?”
“漏水率控制住了,百分之零点五以下。轴断的原因找到了,是热处理工艺问题,一批轴的淬火温度不均匀,导致内部应力集中。已经通知供应商全部召回,咱们自己也在组织返修。”赵红英语速很快,但条理清晰,“但这不是长久之计。铁军,咱们得有自己的密封件生产线,有自己的材料研发能力。靠别人,靠不住。”
“我明白。”齐铁军说,“陆工在德国找的材料,如果可行,咱们可以考虑自己建生产线。但投资不小,技术门槛也高,你得有心理准备。”
“钱的事我想办法。”赵红英毫不犹豫,“技术的事你负责。只要材料能用,性能达标,成本可控,我就敢投。一汽这边,我跟王总也汇报了,他支持。部里那边,我去跑。总之,这个事,必须成。”
齐铁军握着话筒,心里涌起一股暖流。赵红英就是这样,风风火火,敢想敢干,认准的事,十头牛也拉不回来。有她在前面冲锋,他在后面搞技术,陆文婷在外面找资源,这个铁三角,牢不可破。
“好,”齐铁军说,“等陆工的样品一到,我立刻组织测试,出报告,给你准信。”
“三天,我等你的消息。”赵红英说完,挂了电话。
齐铁军放下话筒,回到工作台前。小刘已经把样品收好,仪器归位,实验室恢复了整洁。
“齐工,赵厂长怎么说?”
“她支持咱们自己搞材料,自己建生产线。”齐铁军说,看着窗外,目光坚定,“三天,等陆工的样品。三天后,见分晓。”
三天后,国际快递到了。
一个小木箱,二十公分见方,用钉子封着,外面贴着德语标签和海关的验讫章。齐铁军和小刘用撬棍小心地撬开箱盖,里面是厚厚的泡沫塑料,中间嵌着三个金属圆饼,直径十公分,厚一公分,银灰色,表面光滑,泛着金属光泽。
“这就是谢尔盖做的样品?”小刘拿起一个,掂了掂,“比咱们做的那个重。”
“纯度更高,工艺更好。”齐铁军接过圆饼,仔细端详。表面没有气孔,没有裂纹,边缘整齐,加工精度很高。他拿出一把游标卡尺,测量厚度,十点零一毫米,偏差只有零点零一毫米。又用粗糙度仪测量表面粗糙度,Ra零点四微米,达到了镜面级别。
“先做硬度测试。”齐铁军说。
小刘把样品放到洛氏硬度计上,加载,保压,卸载,读数。HRC五十二,属于高硬度材料。又做维氏硬度,HV五百八十,同样很高。
“硬度够,耐磨性应该不错。”齐铁军记录数据,“做高温测试。”
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