“最美科技工作者”是由中央宣传部、中国科协、科技部、中科院、工程院、国防科工局自2018年起联合举办的学习宣传活动,旨在为进一步弘扬中国科学家精神,激发广大科技工作者的荣誉感、自豪感、责任感、使命感。中国机械工程学会铸造分会在中国机械工程学会的指导下,负责每年度面向全国铸造行业开展“最美科技工作者”学习宣传活动。
不忘初心夜以继日
铸就航天梦
2006年,经过多年火箭发动机预研工作的积累,我国大运载火箭氢氧发动机研制工作正式立项,但彼时国内尚未有相关钛合金铸件研制成果的案例,氢氧火箭发动机面临无件可用的局面。
赵军毛遂自荐,主动请缨承担超低温钛合金铸件研制任务。他带领团队成员多次咨询加工专家、查阅大量其他领域的特种加工工艺资料,创新性的用组合工装与仿形成型结合运用的特殊方法实现了复杂流道型芯的整体制备,使得型芯制备难题迎刃而解,确保了研制工作的顺利进行。
为解决氢氧发动机用钛合金铸件超低温力学性能、成分均匀性和杂质含量控制技术瓶颈难题,赵军研究员带领科研人员进行了上百炉成分优化和性能试验研究,大家从几千组数据中找到最优的成分配比和熔炼工艺参数方案,使铸件性能和稳定性得到了有效控制。2009年底,单台发动机长程试车获得圆满成功,项目总体单位专门向沈铸所发来贺信,感谢沈铸所项目团队的突出贡献。
单台发动机长程试车成功后,发动机总体单位针对铸件尺寸精度、内部质量、表面质量以及质量控制等方面提出了更高要求。2010年底,为了解决氢泵壳体和级间壳体铸件尺寸精度控制技术难题,赵军研究员带领团队对铸件进行了几十轮的解剖测量,根据积累的大量原始数据,以及工艺设计人员反复进行的工艺优化,最终让铸件变形规律受控。
研制的过程是艰辛的,一次次经历失败,一次次总结经验教训继续前行,在赵军研究员的带领下,沈铸所成功研制出超低温钛合金铸件,并先后为“载人航天工程”、“探月工程”、“大运载火箭计划”、“空间站计划”等重点工程提供产品配套。赵军团队收到长征五号运载火箭型号办公室赠感谢信3次,赵军研究员本人获国家五部委“人力资源社会保障部、工业和信息化部、国防科工局、国资委、中央军委政治工作部”授予研发团队成员“长征五号运载火箭首次飞行任务突出贡献者”称号。
矢志不渝日夜兼程
创新铸造装备开发
我国航空、航天、国防等领域重大工程和重点型号为进一步提升其高端装备能力,对大型、复杂、高性能钛合金铸件提出重要需求。受限于钛合金熔铸装备能力,国内无法研制出大型钛合金铸件,且由于上述领域涉及军工领域,国外相关装备对我国严格封锁。
赵军主动请缨,带领团队迎难而上,联合国内优势单位共同攻关,经过无数次的试验与改进,终于取得了突破性进展,先后攻破真空自耗电极凝壳炉及双室U型炉体结构设计制造、同轴对称势阱稳弧、液压同步坩埚快速翻转、大功率真空直流电弧短网压降控制、气体蓄能大惯量阻尼等关键技术,最终成功研制出国内最大熔炼3000kg级真空自耗凝壳炉,实现了大容量熔炼装备自主可控。
真空感应磁悬浮熔炼采用电磁力悬浮技术使熔融的合金液悬浮起来,是制备高纯净、高均质、高性能钛合金铸件最有效的技术。但国内外现有真空感应磁悬浮熔铸炉最大容量小(<50kg),难以满足工业化需求。世界各国为抢占该领域科技制高点,均开展了大量研究工作。
赵军为提升我国铸造技术水平,组建了真空感应磁悬浮熔炼装备研制团队,争分夺秒攻关悬浮炉“卡脖子”难点。然而,其中的艰难险阻不难想象,“在这个时刻,面对这样一个前所未有的挑战,许多人望而却步,认为我们无法胜任。但也正是在这样的关键时刻,沈铸所挺身而出,担当起了这份重任。”赵军回忆道,“面对条件不足,我们没有退缩,而是积极创造条件,迎难而上。为了国家的需要,我们誓要将不可能转化为可能,这正是沈铸所的真正价值所在!”
在赵军的带领下,经历了数十次的方案推翻与重建之后,沈铸所科研团队在国内外首次提出了三坩埚磁悬浮熔炼联合浇注技术,在无数个日夜的刻苦钻研下,科研团队突破了大功率/高频感应电源、励磁同轴软连接、真空室密排多感应圈间电磁场屏蔽等关键技术,率先研制出了100kg级大容量真空感应磁悬浮熔炼炉,打破了国外在大容量真空感应磁悬浮装备制造领域的垄断。
赵军,研究员,博士生导师,国务院特殊津贴专家,现任中国机械总院集团沈阳铸造研究所有限公司副总经理、高端装备铸造技术全国重点实验室专责主任、学术带头人,兼任全国铸造标准化技术委员会熔模精铸分会主任委员、辽宁省铸锻行业协会副会长。长期从事高性能铸造钛合金及其先进成形技术的开发和应用研究,先后被国家部委等授予“长征五号运载火箭首飞任务突出贡献者”、“中央企业优秀共产党员”、辽宁省“五一劳动奖章”等荣誉称号,入选辽宁省“兴辽英才”产业高端人才,所带领团队先后被评为“兴辽英才计划”高水平创新创业团队、中国有色金属创新争先计划团队等,作为学术带头人之一的“轻合金铸造技术创新团队”荣获首届“国家卓越工程师团队”。主持和参与国家重点研发计划、军委科技委基础加强、工信部强基工程、04专项、科工局国防基础科研计划等40余项科研项目,获辽宁省科技进步奖、中国有色金属工业科技进步奖、中国机械工业科技进步奖等科技奖励40余项(省部级18项,一等8项)。发表高水平论文30余篇,授权国家发明专利20余项,制订国家标准3项,出版专著3部。
主要业绩
1.主持研制出国内首台最大容量3吨级真空自耗凝壳熔铸炉和世界首台100kg真空感应悬浮炉装备;2.开发稀土氧化物陶瓷型系列精铸技术,国内外首次整体铸造轮廓尺寸≥2700mm的大型钛合金熔模铸件,解决了我国大型钛合金铸件整体熔模铸造的短板问题;3.开发多效涂层复合硬模精密铸造技术,实现世界上最大3.6米、1.5吨钛合金铸件的整体硬模铸造;4.攻克超低温铸造钛合金及复杂构件精密成形技术,研制出“长征五号”运载火箭发动机用低温钛合金部件,满足大运载火箭、探月、探火、空间站等重大工程需求。