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解读钛合金材料密码的人——记宝钛集团有限公司熔铸厂副厂长郑亚波

   2023-11-17 IP属地 陕西宝鸡高新21360

  钛合金以“温柔而坚韧”的优异性能,在航天和深海领域大放异彩;以无畏酸碱腐蚀,能抵高温磐石的“气度”,在大国重器中尽显实力。在宝鸡,有一群勇于探索、扎根研究制造的技术人才做支撑,使合金成为宝鸡高端制造的重要“IP”!

  宝钛集团有限公司熔铸厂副厂长郑亚波,在钛合金材料熔炼行业深耕多年,先后参与多项国防领域重点型号钛合金材料的研发工作,为行业进步、企业发展献智出力。这些年,郑亚波曾获宝鸡市优秀科技工作者、高新区拔尖人才、陕西省省级人才等荣誉称号。

一线历练

熟悉每个制造流程

  郑亚波于2009年毕业于中南大学冶金工程专业,毕业后他选择在宝钛集团有限公司熔铸厂挥洒热情、实现梦想。

  郑亚波告诉记者,他们公司有一个好传统,刚参加工作的新人,要进车间到材料加工的各环节锻炼,了解生产一线的运转情况和操作细节。郑亚波到熔炼、电极制备等车间轮番上岗。他体会到了精巧调配材料比例,在熔炉旁炙烤的高温和上夜班的艰辛不易……“在车间工作,每个步骤和环节都不能马虎。”郑亚波说。

  熔炼是钛合金材料加工的第一道工序,也是钛合金材料质量把控的关键工序。熔炼钛锭的过程,如同和面。不同的钛合金材料成分配比,就像做荞麦面、菠菜面、杂粮面,得在小麦面粉中加入其他面粉和食材,将面粉混合均匀,揉面力度配合到位,才能做出筋道的面条。高端钛材制品和装备需要在熔炼这个前期环节,以严谨和智慧的态度生产出基础材料。

  郑亚波如海绵吸水般,在车间努力熟悉整个生产流程。在他眼里,那些沉下心来,几十年如一日干出“精致感”的老师傅,是他学习的榜样。如此精心了解各个工序的工作要点和工艺要求,为郑亚波从事生产工艺技术研究打下了坚实基础。

承担重任

啃下“最硬的骨头”

  宝钛集团有限公司自主研发的4500米“深海勇士”号和万米深潜器“奋斗者”号用钛合金材料,郑亚波都参与了材料研制。

  郑亚波回忆研制万米深潜器“奋斗者”号用钛合金材料时,交货时间非常紧。他们团队面临诸多困难。首先深潜器球壳所用的钛合金材料是一个全新牌号,国内从未生产过,合金化程度非常高,铸锭化学成分均匀性控制难度很大;再者钛合金材料规格大、单重大,要求熔炼厂所熔的铸锭,要足够大,才能保证生产的球体的直径和单重达到标准。但当时宝钛的装备已达到极限,电极制备的水平和熔炼要求不匹配,生产面临“小马拉大车”的困难。

  郑亚波和团队成员夜以继日探讨,研究制定方案,在现场和工人师傅们对每种方案进行成百上千次验证。他们对工艺参数不断优化,攻克了一道道技术难题,最终成功研发出符合要求的合金铸锭材料。2016年12月的一天,当他们看到闪耀着银色光芒的铸锭成功出炉后,大家击掌庆祝。这个项目的成功,不仅为我国的深海科学研究事业作出了贡献,也为宝钛集团有限公司赢得了良好的业界口碑。

  某牌号钛合金是一种具有高强、高韧性能的钛合金材料,广泛应用于航空航天领域。然而,这种钛合金相比其他钛合金,熔炼工艺复杂,工艺控制难度大。尤其是合金元素易偏析,是行业多年来面临的“最难啃的骨头”之一。这一问题就如同加工面条过程中出现疙瘩,如果材料存在这种情况,一旦用到飞机上,将面临安全风险。

  为了解决这个问题,郑亚波和他的团队从2016年起,花了两年多时间,通过改进加工工艺和调整配方,成功研发出一种非传统的生产工艺。在2018年,他们实现了该合金的稳定化生产,彻底解决了上述技术难题,为公司占领国内外高端产品市场奠定了坚实基础。

绿色制造

助力高端钛材低碳化

  前些年,宝钛集团有限公司从国外引进一台先进的EB炉,具有回收残料、降低成本、提高质量的优势。随着我国碳达峰碳中和目标的提出,钛合金材料实现绿色循环利用是大势所趋。郑亚波和他的团队,正在为EB炉绿色制造钛合金材料国产化做各种新的尝试。

  郑亚波带领团队持续攻关,解决了合金挥发损失大、成分均匀性难控制、残料分类复杂等一系列难题。开发了全系列残料分类、处理、回收利用的新工艺,将废弃的边角料转化为有用的原材料,降低了生产成本,为我国钛合金产业的循环利用发展提供了技术支持。

  郑亚波介绍,钛合金材料中有一个非常重要的参数,叫作“相转变温度”,对于不同的钛合金材料,这个温度是不一样的。而这个温度对于后续产品加工非常重要,与钛合金中的合金元素含量有着密切关系。以前对钛合金的“相转变温度”的测量,是通过每个铸锭测一次,这样就导致生产周期长、成本高,在生产过程中造成严重浪费。

  针对这个问题,郑亚波和同事们对数据进行统计、汇总、分析,建立了多牌号钛合金“相转变温度”回归模型,并对这个模型进行充分验证,模型的计算结果和实际检测结果的一致性很高。

  通过应用这个模型,技术人员不需要再进行单独测试“相转变温度”,由此降低了检测成本、缩短了生产周期、提高了生产效率。

  郑亚波说:“我会继续解读钛合金材料的密码,为企业生产高性能材料,贡献自己的力量。”(魏薇)


 
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