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新材料科研攻关“硬核力量”——记轻合金企业新材料研发团队

编辑:米超 2021-07-09 15:06:22

从无到有,从“和谐号”动车型材到“复兴号”高铁型材,这是山能人致力新材料创新大踏步前行的生动写照;从有到精,从铝合金天桥跨越长安街到崇文门,这是山能人孜孜不倦在以铝代钢探索道路上的有力实践;从精到强,从船舶材料到航空内装,这是山能人实施“研发+产业”双轮驱动、筑牢新材料产业基石,实现跟随到并跑的华丽蜕变。逐梦“中国速度”、探索“中国广度”、追求“中国高度”,山能新材料的背后,是一支年轻的团队——轻合金企业新材料研发团队。

这支队伍由32人组成,大学以上学历30人,高级工程师以上职称20人,平均年龄36岁。团队目前承担国家重点研发计划3项,省部级科研项目计划3项。授权专利27项;主持参与制定国家及行业标准93项;荣获中国有色金属工业科学技术奖一等奖、中国机械工业科学技术奖一等奖、陕西省科学技术奖二等奖、全国有色金属标准化技术委员会技术标准优秀奖一等奖等39项科技奖励。在短短几年内,研发出中国第一个标准动车组810mm超大断面型材、单跨最大铝合金桁架天桥、全球跨度最大曲面穹顶结构铝型材等,一次次的技术突破,积蓄起冲刺“中国一流 世界先进”高端型材综合服务商的智慧动能。

不畏艰难  打破国外技术封锁

时速600公里高速磁浮列车是科技部“十三五”国家重点研发计划重点专项,该企业作为试验车铝型材独家研制单位,任务落到这支研发团队身上。项目时间短、任务重,压力大,每一项技术难题的攻克几乎都是国内首例,个别材料一直依靠国外引进,是“卡脖子”的基础材料。他们研究发现,高速磁浮列车相较于“复兴号”标准动车,型材壁厚更薄,强度和刚度更高,尺寸精度要求更严。翻阅大量的文献资料,发现国外对这种材料技术封锁十分严密,具有参考价值资料少之又少。“国外能做的,大家一样能做到!”团队成员连续召开技术可行性研讨会10余次,决定创新工艺,自主设计大规格异形模具和专用工装,筹备近3个月。首次试模当天,大家都紧盯着挤压机出口,当第一支型材从挤压机中顺利挤出时,所有人都欢呼起来。但是没过多久,大家的心情又沉重起来,经过检验,有几个尺寸超出公差。“不行,大家再试!”靠着忘我的斗志,经过100余次模具修理,49次上机试模,投入近100吨铸锭,14个昼夜的连续奋战,终于取得突破,在国内首次实现挤压成型,成为继美铝之后,全球第二家掌握这项技术的企业。这种对所有技术难题和质量问题说“不”的勇气,如一粒种子在创新发展的土壤中生根发芽,一点一滴涌动成为山能新材料科研工编辑争创一流的求胜基因。

开拓创新  开辟轻量化新领域

铝是地壳中含量最丰富的资源,具有轻盈、耐腐蚀等诸多特性。特种铝合金代替钢铁进行轻量化,可减重25%以上。北京市长安街东单、崇文门天桥改造项目决定在桥梁部分采用全铝结构,这也成为建筑建材领域铝合金替代钢材的一次有益探索。这支团队凭借自身技术优势和可行性产品生产方案,在多家竞争者中脱颖而出。事情远没有“比着葫芦画瓢”那样简单,接到订单后,团队成员马上召开研讨会,“要干就干精品,要做就做最好”。他们结合现有产品生产经验,详细讨论技术工艺改进方案,针对桥梁主体结构采用6系高强铝合金、淬火敏感性强等现状,优化合金成分,通过提高硅、镁等中间合金配比、离线淬火大壁厚型材等方式,取得了抗拉强度等性能指标比产品标准要求提升10%的优异成绩。完成了强度及性能要求,又面临着产品整体拼装尺寸精控的新课题。团队成员集思广益,决定采用扭转矫直机机头的方式解决型材扭拧。由于没有相关经验及历史数据参考,面对上百公斤的型材,他们只能一点点调整角度、一次次优化位置、一遍遍测量尺寸精度,经过反复实验,根据型材拉伸出的不同数据,制定出一套切实可行的解决方案。汗水换来了回报,全长58米、宽度3.85米、单跨跨径52米的北京东单天桥,成为中国国内单跨最大的铝合金桁架天桥。项目的成功实施,填补了铝合金天桥市场的空白,拓宽了轻合金产品市场,提高了企业知名度,为生产高强度大结构铝型材积累了丰富经验,为铝加工产品向建筑建材领域进一步延展创造了成功案例。

勇立潮头  冲锋科研新高地

2020年,该企业承担了国家重点新材料研发项目,生产研发目前世界规格最大,壁厚最薄的异形无缝管材。对团队来说,这既是莫大的荣誉,也是对技术研发能力极大的挑战。时逢疫情肆虐,又面临技术研发难度极大,工艺、设备、工装要求均为国际首次的挑战,团队成员顶住压力、迎难而上,利用互联网电话召开视频会议,对模具设计、铸锭成分研究试制、异形无缝管挤压等难点和阻点进行分析研究,近一个月时间,商讨出第一手方案。研发过程中,面对如此大的挤压力,挤压时间、铸锭重量成了试制工序的“拦路虎”,难度超出了大家想象。第一根铸锭在一万五千吨的压力下,足足“憋”了4个多小时,“吱吱吱”响声让现场所有人都感到挤压机艰难地喘息声。“肯定是哪里出了问题,马上停止挤压,做闷车处理。”经过几十次的点动放行之后,1吨多重的铸锭从挤压筒内取了出来。“到底是哪里出了问题”,大家第一时间凑上去,检查工装、测量尺寸,每一个细节都不愿放过。原来,活动挤压垫的工作带长度与模具不配适,造成闷车。找到问题的他们长舒了一口气,马上把模具下机,按照工作带长度进行修改加工,进一步解决管材流速、设备对中、穿孔针偏心等问题,终于试制成功。路漫漫其修远兮,创新永无止步。研发团队将以一往无前的奋斗姿态、风雨无阻的精神状态,在深海、深地、深空、深蓝领域书写新的“山能速度”,向着伟大复兴的彼岸砥砺前行!

编辑:李德宇
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