在慶祝建黨百年之際,中央廣播電視總臺(tái)聯(lián)合國(guó)務(wù)院國(guó)資委共同推出的百集微紀(jì)錄片及同名書籍《紅色財(cái)經(jīng)·信物百年》,通過(guò)百位講述人、百件信物、百集故事,翻開(kāi)紅色財(cái)經(jīng)百年史畫卷。這是國(guó)企人深入開(kāi)展黨史學(xué)習(xí)教育的生動(dòng)實(shí)踐,也是總臺(tái)建黨百年宣傳報(bào)道的又一精品力作。廈門鎢業(yè)的0.03毫米微小徑立銑刀入選其中,廈門鎢業(yè)也成為福建省唯一入選的企業(yè)。
見(jiàn)證中國(guó)鎢業(yè)發(fā)展的——微小徑立銑刀
2016年12月15日,廈門國(guó)家鎢材料磨削實(shí)驗(yàn)室,一把直徑只有0.03毫米的微型刀具出現(xiàn)在高倍顯微鏡里,閃爍著神秘的光芒。這把刀具看似普通,卻是制造航天器、大飛機(jī)和其他高端裝備中關(guān)鍵 精密零部件的必備工具。它的成功研制標(biāo)志著國(guó)外長(zhǎng)達(dá)30年的技術(shù)壟斷被打破。
這把直徑0.03毫米微型刀具是廈門鎢業(yè)(前身是1958年建立的福建省廈門氧化鋁廠,1982年開(kāi)始轉(zhuǎn)產(chǎn)鎢制品,1984年更名為福建省廈門鎢品廠)研制生產(chǎn)的,它的直徑不足普通人頭發(fā)絲直徑的一半,是世界上最小可批量生產(chǎn)的螺旋刃硬質(zhì)合金立銑刀。生產(chǎn)這樣的微型刀具,需要優(yōu)異的鎢合金材料、精密的刀型設(shè)計(jì)、超高水平的磨削技術(shù)、穩(wěn)定的檢測(cè)技術(shù)、超薄的高硬度涂層等。這些都是國(guó)家材料水平與設(shè)計(jì)制造水平的最直觀體現(xiàn)。它的成功研制凝結(jié)著廈門鎢業(yè)務(wù)實(shí)、低調(diào)的企業(yè)精神。
在航天器、大飛機(jī)及其他高精密設(shè)備中,有數(shù)以百計(jì)細(xì)小的金屬零部件,它們需要使用更加細(xì)小堅(jiān)硬的合金工具才能生產(chǎn)出來(lái),而這種直徑0.03 毫米微型刀具就是專門用來(lái)生產(chǎn)這些零部件的。但是,在30年前,我國(guó)不但生產(chǎn)不了這樣的產(chǎn)品,甚至連必需的高性能碳化鎢材料都生產(chǎn)不出來(lái)。
低價(jià)出口鎢礦的鎢資源大國(guó)
鎢是一種稀有金屬,在鎢中加入鈷等金屬元素制成的合金,硬度可以與鉆石相媲美。正因?yàn)檫@樣的特性,它被廣泛應(yīng)用于加工制造、國(guó)防安全等與國(guó)計(jì)民生息息相關(guān)的領(lǐng)域,也是航空航天裝備的重要原料。
中國(guó)鎢礦儲(chǔ)量居世界第一,然而過(guò)去卻只是資源大國(guó),不是鎢產(chǎn)品制造強(qiáng)國(guó)。20世紀(jì)80年代以前,國(guó)內(nèi)所有鎢生產(chǎn)加工企業(yè),往往只能出口初級(jí)鎢精礦換取外匯。出口1噸初級(jí)鎢精礦售價(jià)只有7萬(wàn)元人民幣,而進(jìn)口1噸純鎢粉則要高達(dá)80萬(wàn)元人民幣。
1991年那個(gè)酷熱的夏天,在福建省廈門鎢品廠停產(chǎn)整修的間隙里,有18位技術(shù)人員沒(méi)有休息。他們逐字逐句地翻譯著鎢金制造領(lǐng)域還原爐、氣 流分散機(jī)等國(guó)外設(shè)備的基礎(chǔ)性文件,然后改進(jìn)、創(chuàng)新,使用自主革新的常規(guī)設(shè)備一次次反復(fù)試驗(yàn)。最終,在2008年,廈門鎢業(yè)工程師的“紫鎢原位還原法超細(xì)晶硬質(zhì)合金工業(yè)化制造技術(shù)”突破了國(guó)外技術(shù)壁壘并打破了國(guó)外市場(chǎng)壟斷,推動(dòng)了我國(guó)鎢工業(yè)以高起點(diǎn)進(jìn)入超細(xì)晶硬質(zhì)合金領(lǐng)域,并利用該項(xiàng)成果建成了世界上最大的超細(xì)晶硬質(zhì)合金棒材生產(chǎn)線。
我國(guó)硬質(zhì)合金材料依賴進(jìn)口的局面得以扭轉(zhuǎn)。廈門鎢業(yè)開(kāi)始了高性能碳化鎢材料的生產(chǎn)和出口,產(chǎn)品銷量迅速提升至約全國(guó)出口量的一半以上。
“工業(yè)的牙齒”
雖然有了高性能碳化鎢材料,但廈門鎢業(yè)人并不滿足于現(xiàn)狀。他們還要設(shè)計(jì)制造出微型鎢合金棒材,并在上面做出精密的刀型槽型設(shè)計(jì)。
鎢產(chǎn)業(yè)的核心深加工領(lǐng)域是被譽(yù)為“工業(yè)的牙齒”的硬質(zhì)合金,而硬質(zhì)合金的核心應(yīng)用就是切削工具。 以前,我國(guó)此項(xiàng)技術(shù)十分薄弱,在多個(gè)高端、重型、精密制造業(yè)中,切削刀具完全依賴進(jìn)口。現(xiàn)在,廈門鎢業(yè)人決心打破國(guó)外技術(shù)壟斷,解決這項(xiàng)“卡脖子”技術(shù)問(wèn)題,目標(biāo)就是做出世界上最小的直徑0.03毫米的微型刀具。要在肉眼都無(wú)法看清的鎢合金棒材上,加工出15微米細(xì)的刀型槽型, 這在很多人眼中是中國(guó)工業(yè)人無(wú)法獨(dú)立實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。但在廈門鎢業(yè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)心里,這卻是一道必須攻克的難關(guān)!經(jīng)過(guò)成百上千次的探索,度過(guò)無(wú)數(shù)個(gè)不眠之夜后,廈門鎢業(yè)的工程師終于掌握了世界級(jí)水平的高精密磨削工藝的關(guān)鍵訣竅。
2016年12月15日,在3000倍的電子顯微鏡下,一把理想的直徑0.03毫米高精度螺旋刃立銑刀誕生了!
最后的難題
最后,廈門鎢業(yè)的工程師向超薄的高硬度涂層工藝這項(xiàng)最后的難題發(fā)起了總攻。
高端制造業(yè)領(lǐng)域里需要的涂層只有2~3微米厚,是頭發(fā)絲直徑的1/30, 任何一點(diǎn)灰塵雜質(zhì)都將產(chǎn)生巨大影響。這項(xiàng)技術(shù)一直被少數(shù)幾家國(guó)外公司掌握和封鎖。工程師們經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的艱苦試驗(yàn),逐漸掌握了高端制造業(yè)領(lǐng)域的涂層技術(shù)。
經(jīng)過(guò)涂層后的直徑0.03毫米微型刀具實(shí)現(xiàn)了進(jìn)口切削刀具的替代,大量用于我國(guó)軍工、航天航空、核工業(yè)等先進(jìn)、尖端領(lǐng)域的高精密加工,以超乎想象的微小尺寸和超高的磨削難度,該技術(shù)填補(bǔ)了我國(guó)在微小徑刀具領(lǐng)域的空白,保障了我國(guó)高精密加工領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)安全。
以前,我國(guó)只能低價(jià)出口鎢礦。如今,廈門鎢業(yè)已經(jīng)開(kāi)始向美歐等30 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)出口超細(xì)晶硬質(zhì)合金的刀具,讓世界開(kāi)始正視一個(gè)新事實(shí):中國(guó)不只是鎢資源大國(guó),更是鎢制造強(qiáng)國(guó)!
從礦山采選、冶煉到深加工,廈門鎢業(yè)立足全產(chǎn)業(yè)鏈,為全球用戶提供鎢粉末、硬質(zhì)合金、切削工具等高品質(zhì)鎢產(chǎn)品。在務(wù)實(shí)、低調(diào)的企業(yè)精神引領(lǐng)下,廈門鎢業(yè)依托國(guó)家鎢材料、高端儲(chǔ)能材料、稀土材料等3個(gè)國(guó)家級(jí)研發(fā)中心,瞄準(zhǔn)世界科技前沿和行業(yè)制高點(diǎn), 持續(xù)探索鎢鉬材料在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用,讓金屬切削更輕快,讓模具及耐磨零部件更持久,讓礦山采掘和油氣鉆探更高效、讓工程掘進(jìn)勢(shì)不可擋,為全球的高端制造貢獻(xiàn)著自己的力量。
延伸閱讀
0.03毫米微小徑立銑刀
微型化、超精密化已成為航空航天、精密模具、醫(yī)療器械等行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),這對(duì)制作刀具的尺寸和精度提出了更高要求。此前我國(guó)高端制造領(lǐng)域需求的微小徑刀具基本依賴進(jìn)口,而廈門鎢業(yè)自主研發(fā)生產(chǎn)的 0.03毫米微小徑立銑刀,實(shí)現(xiàn)了高端微小徑刀具生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)化。
0.03毫米微小徑立銑刀,刃徑精度為±0.001毫米,刀具跳動(dòng)≤0.002毫米,是目前世界上最小的螺旋刃立銑刀。在直徑僅有0.03毫米的刀具上開(kāi)槽,意味著刀刃最細(xì)的部分僅有15微米,幾乎是10余顆碳化物的堆疊,只有匹配性能優(yōu)異的硬質(zhì)合金棒材、合理的刀型槽型設(shè)計(jì)、先進(jìn)的刀具磨削工藝技術(shù)、高精密的檢測(cè)設(shè)備以及穩(wěn)定的恒濕恒溫生產(chǎn)環(huán)境,才能實(shí)現(xiàn)這種超細(xì)微刀具的開(kāi)發(fā)。
廈門鎢業(yè)充分發(fā)揮鎢全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì),使用自主研發(fā)的超細(xì)晶硬質(zhì)合金棒材作為基體(棒材的超細(xì)晶粒度使其在0.03毫米的微小徑刀具刃型上仍可加工出完整、優(yōu)異的刃口形貌),同時(shí)搭配專用的刀型結(jié)構(gòu)和槽型設(shè)計(jì)提高刀具剛性,采用世界先進(jìn)的涂層工藝及其超精細(xì)的刀具質(zhì)量管控體系,從而極大地提升刀具精度穩(wěn)定性和切削性能,成功打造出這把“大國(guó)小刀”。