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“磨”出绝技 “铸”就辉煌

2017-09-11 09:57      来源:中国教育报      作者:     分享 分享到搜狐微博 分享到网易微博

  魏世忠教授指导团队成员进行热处理工艺及性能分析。

  【项目推介】:

  “高钒高耐磨合金及复合技术的工程化应用”项目和“重型装备大型铸锻件制造技术开发及应用”项目,由中原学者、河南科技大学魏世忠教授主持,河南科技大学与中信重工机械股份有限公司等单位共同完成,分别获2013年度和2016年度国家科学技术进步奖二等奖。

  “高钒高耐磨合金及复合技术的工程化应用”项目为机械装备“延年益寿”,为我国装备制造业向大型化、高效化、连续化方向发展插上了腾飞的翅膀。“重型装备大型铸锻件制造技术开发及应用”项目突破我国大型铸锻件制造瓶颈,打破国外技术封锁,产品创造多个“世界之最”。

  一组组数据、一个个项目的背后,是魏世忠教授及其团队在科研道路上的不懈探索,他们用实际行动有力诠释了精益求精、追求完美的“工匠精神”。这也是魏世忠教授及其团队四年内两次获此殊荣的最好“注脚”。

  打磨优秀团队,攀登科技高峰

  “搞科研,一个人单干不行。这么多年,之所以能够不断克服困难,根源在于我有一个优秀、密切协作的团队,一个多学科、紧密型的团队,一个高效率、出成果快的团队。”每每说起他的团队,魏世忠总是充满自豪。

  1993年,魏世忠教授牵头组建学术创新团队,逐渐汇聚了一支由材料学博士、物理学博士、化学博士组成的科技攻关队伍,入选“教育部‘长江学者和创新团队发展计划’”,成长为高水平的国家级科研创新团队。

  这些年来,魏世忠教授带领着团队,面向世界科技前沿、面向国家重大需求、面向河南省五大国家战略规划,依托团队组建成立的摩擦学与材料防护教育部工程研究中心、河南省耐磨材料工程技术研究中心、河南省高温难熔金属材料国际联合实验室等多个国家和省部级科研平台,与中信重工、机械科学研究院等大型企业、科研院所密切合作,发挥协同创新优势,攻克了一道道技术难关,收获了一个又一个沉甸甸的荣誉。魏世忠也先后获得“百千万人才工程”国家级人选、“国家有突出贡献中青年专家”等荣誉称号。在这些荣誉的背后,是他迎难而上、拼搏创新的科研精神。

  刚刚过去的暑假,在魏世忠教授的实验室里,依旧是一派繁忙景象。“科研工作没有假期”,20多年前,魏世忠给自己提出的这个要求,如今已经影响了团队里所有的科研人员,无论寒暑假,他们的科研从未停歇。

  16年磨一剑,攻克技术难题

  “简单点说,就是让合金更加耐磨耐用。”魏世忠说。耐磨材料是制造业重要的消耗材料,我国耐磨材料消耗量大、装备运行效率低、生产成本高,提高金属材料使用寿命迫在眉睫。

  钒是可以形成最硬的碳化物之一的金属,一直以来都是国内外耐磨合金材料研究人员普遍关注的对象,魏世忠也盯上了这种金属。用他的话说,研究钒合金复合技术是一个“极其痛苦”的过程,很多研究人员放弃在探索的路上,而他们坚持了下来。

  夏天,魏世忠和团队成员守在实验室的炼钢炉旁忙碌了50多个昼夜。熔炼、浇铸,每天10炉,几个人脸上的汗水在炉火的映衬下,通红通红。一炉又一炉,希望和失败反复交替,他们不肯放弃的决心也越烧越旺。

  经过16年的漫长求索,魏世忠带领团队成功解决了高钒合金成分、组织控制、复合技术集成等关键问题,研制出高品质高钒高耐磨合金及其系列复合技术,提升了重型装备关键耐磨部件的安全稳定性。这一技术大大提高了机械装备的使用寿命及作业效率,具有非常广阔的市场前景和十分重要的国家战略意义。目前,这项技术已带动洛阳和河南的40多家耐磨材料企业的发展,也让洛阳轧钢机耐磨件风靡全国。

  炼就“独门绝技”,铸锻“世界之最”

  大型铸锻件是重大技术装备和重大工程必不可少的关键基础部件,在服役过程中要求其具备极高的可靠性,制造难度大。一直以来,我国装备制造业所需的重型装备多为进口的二手设备。20世纪末,在国家自然科学基金、国家科技支撑计划和国家发改委专项等项目的支持下,魏世忠带领团队开始了经年累月的系统研究。

  不“跟跑”,要“领跑”。过去我国的高端重型装备核心部件多依赖进口,通过引进、消化、吸收后,在某些方面已经赶超国外。从跟跑、并行到引领,继续往前走,没有经验可借鉴,必须进行自主创新。历尽艰辛18年,他们终于掌握了大型基础部件关键成型与制造工艺,解决了钢水洁净度、晶粒度、成型组织缺陷、热处理工艺及性能均匀性问题,掌控重大装备铸锻“独门绝技”,产品拿下7个“世界之最”。

  魏世忠科研团队铸造的最大的工件重达520吨,完全凝固要几天几夜时间。铸件极易出现气泡、疏松、空洞,甚至断裂等,造成报废。车间里铸件旁温度高达70多度,魏世忠与课题组的博士们和工人师傅一样,头戴防护帽,身穿防护服,脚蹬防护靴,全副武装,防护服干了湿,湿了干,防护靴里都浸满了汗水。他们日夜守护在现场,精心观察、记录、分析、研判铸件凝固过程的微小变化,随时解决出现的问题。他们吃住在车间,夜以继日连轴转,才有了铸件的成功。

  一个大铸件、特大铸件,重达几百吨,价值几十万、几百万元。铸造它们不敢出半点差错。魏世忠和课题组的博士们,借鉴世界先进技术,大胆创新,在进行十多次模拟实验的基础上,精心设计方案,严控工艺流程,对可能出现的问题,制订补救预案,为确保万无一失,反复讨论,集思广益,充分调动团队集体的智慧。

  目前,魏世忠课题组研制的世界最大自磨机端盖和球磨机齿圈、世界最大海工节点、世界最长单体离心管模、世界最大盾构机单体刀盘等,已成功应用于巴西的淡水河谷公司、智利国家铜业公司等世界著名的矿业巨头和国际城市管廊、海洋平台、国家正负电子对撞机等重大工程。海工产品获得英国劳氏船级社、挪威船级社的认证,生产技术已达到国际领先水平,推动了我国重型装备行业的技术进步。

  跨越转化“鸿沟”,产业升级换代

  高校科技成果转化难,真正能在工矿企业应用,转化为商品,创造经济效益和社会效益则更难。甚至有人悲观地说:“科技成果与经济硕果之间,隔着无法逾越的现实鸿沟。”

  魏世忠偏不信这个邪。多年和金属打交道的他,身上似乎也沾染上了金属的韧性。他带领团队,对一批具有重要市场前景的科研成果进行了工程化研究和技术集成,形成了一批具有自主知识产权的项目,先后完成20多项有重大影响的科研成果的转化,相关研究成果已在21家企业建立了生产线;承接了100多家国内矿山、冶金、水泥、重型机械等行业单位的委托开发或加工任务,形成了立足中原,辐射东北、西北、华南和西南地区的用户网络,国内外企业订单不断,产品国际市场占有率不断提高。

  针对高性能钼合金在冶金、航空、航天等领域的应用,魏世忠和团队成员进行高温钼板材等的研究与应用,开发了双金属液液复合、液固复合、自熔铸渗复合等系列耐磨材料复合技术,从根本上解决了耐磨合金在工程化生产和推广应用中的关键问题,让新技术成为推动制造业升级的重要“助推器”。

  “潮平两岸阔,风正一帆悬”。魏世忠教授率领着他的学术团队,不忘初心,砥砺前行,努力在高性能耐磨材料、先进结构复合材料、空间特种应用材料等研究方面实现重大突破,为国家和地方经济社会发展再立新功、再铸辉煌。

通讯员 王钰 韩明儒

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