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將一根白銅管做到極致讓深海認(rèn)準(zhǔn)“金川制造”

2026年03月02日 11:1 5710次瀏覽 來(lái)源:   分類: 科技創(chuàng)新   作者:

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工作現(xiàn)場(chǎng)

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B30白銅管

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工作現(xiàn)場(chǎng)

深海,是科技博弈的競(jìng)技場(chǎng),也是材料性能的試金石。對(duì)萬(wàn)米水下的裝備而言,每一段管路都要承受千鈞水壓,哪怕一個(gè)焊縫的微小瑕疵都會(huì)帶來(lái)難以預(yù)估的風(fēng)險(xiǎn)。

更低泄漏率、更高結(jié)構(gòu)整體性的核心需求,催生出對(duì)更少焊縫、更長(zhǎng)大單重B30白銅管的迫切渴求。此前,由于存在行業(yè)技術(shù)瓶頸難題,國(guó)內(nèi)船舶制造所用的單根B30白銅管重量長(zhǎng)期難以提升,始終徘徊在100千克。

2025年4月,金川集團(tuán)精密銅材有限公司成功打破限制——單根B30白銅管重量大幅提升并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和交付,讓困擾行業(yè)多年的工藝瓶頸難題成為過去式。

背水一戰(zhàn)

做國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)的大單重B30白銅管

B30白銅是一種銅鎳合金,因其鎳含量高達(dá)30%,擁有較強(qiáng)的耐海水腐蝕性能、抗海洋生物附著性能及高強(qiáng)高韌的綜合機(jī)械性能,成為深海探測(cè)裝備核心管路材料的不二之選。

隨著我國(guó)深海探測(cè)裝備向大型化、長(zhǎng)航程升級(jí),市場(chǎng)對(duì)B30白銅管提出更嚴(yán)苛的要求。減少焊縫、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性,是這些要求中最難的一條。而減少焊縫唯一的方法,便是延長(zhǎng)單根管道的長(zhǎng)度。

2024年初,金川集團(tuán)精密銅材有限公司瞄準(zhǔn)這一需求,迅速立項(xiàng),決心做出國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)的大單重B30白銅管。

延長(zhǎng)管道長(zhǎng)度之所以能成為行業(yè)瓶頸難題,根源在于B30白銅這一合金材料本身的“倔強(qiáng)”特質(zhì)。

B30白銅的鎳含量越高,延展性就越差,加工條件也越苛刻。內(nèi)外溫差難以控制、變形抗力大、管材易開裂、表面易產(chǎn)生劃痕……種種困難橫亙?cè)谇?,讓延長(zhǎng)管道長(zhǎng)度成為一件幾乎不可能完成的事。

該公司技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)中有一位年輕的技術(shù)人員——滿振峰。當(dāng)時(shí),他入職不足兩年,卻在生產(chǎn)班長(zhǎng)的崗位上展現(xiàn)了出色的技術(shù)創(chuàng)新能力。

“剛開始的時(shí)候,壓力確實(shí)很大。”滿振峰回憶道,“但作為黨員,就應(yīng)該發(fā)揮先鋒模范作用,用實(shí)干精神把‘不可能’變成‘可能’。”

項(xiàng)目試驗(yàn)初期,失敗是常態(tài)。最難的時(shí)候,投入四五十噸原料,最終成材寥寥幾噸,成功率低得令人絕望。更讓團(tuán)隊(duì)感到壓力大的是,每次試產(chǎn)都需要一筆不菲的原料支出。

一次次失敗,一筆筆高昂的成本支出,如何向公司交代?

滿振峰至今記得,一位操作人員對(duì)他說:“班長(zhǎng),我都有點(diǎn)兒不敢投錠坯了。”因?yàn)?,大家都明白,每一次試?yàn)都意味著幾十噸原料的消耗。

滿振峰咬咬牙,還是下達(dá)繼續(xù)試產(chǎn)的指令。

因?yàn)橹嗡蛨F(tuán)隊(duì)前行的,不僅是攻堅(jiān)克難的決心,還有公司層面的全力托舉。金川集團(tuán)精密銅材有限公司負(fù)責(zé)人時(shí)常同技術(shù)團(tuán)隊(duì)一起,在生產(chǎn)一線分析技術(shù)問題、梳理攻關(guān)思路,叮囑大家:“有想法,就大膽做,公司全力支持你們。”

這份毫無(wú)保留的信任也成為整個(gè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)卸下心理包袱、決定背水一戰(zhàn)的最大底氣。

由此,一個(gè)集研發(fā)資源和創(chuàng)新機(jī)會(huì)于一體的攻堅(jiān)平臺(tái),迅速搭建起來(lái)。

迎難而上

邁過“加熱”這道坎

鑄錠加熱,是技術(shù)團(tuán)隊(duì)面臨的第一道坎。

B30白銅鑄錠加工,采用電磁感應(yīng)加熱。這種方式高效又節(jié)能,對(duì)B30白銅這種“倔強(qiáng)”的材料而言,卻像在走鋼絲。在擠壓過程中,鑄錠不僅需將整體溫度嚴(yán)格限制在一個(gè)狹窄區(qū)間內(nèi),還要讓其從內(nèi)到外、從頭到尾的溫度均勻一致,同時(shí),芯表和軸向溫差也要控制在極小范圍內(nèi),否則很難擠壓成功。

“在實(shí)驗(yàn)室得到理想的溫度數(shù)據(jù)并不難。但是,在批量生產(chǎn)時(shí),把每塊鑄錠溫度都控制在這個(gè)小小的區(qū)間里,難度完全是另一個(gè)等級(jí)了。”滿振峰說。

在實(shí)際生產(chǎn)中,高溫鑄錠被傳送車運(yùn)送到擠壓機(jī)時(shí),會(huì)有不少熱量散失。以往的加熱節(jié)奏,顯然無(wú)法適應(yīng)大單重連續(xù)生產(chǎn)的要求。

為解決這個(gè)問題,團(tuán)隊(duì)成員整日泡在現(xiàn)場(chǎng),對(duì)著實(shí)時(shí)溫度曲線,邊觀察、邊記錄、邊討論。經(jīng)過無(wú)數(shù)次記錄與模擬,他們創(chuàng)造性地提出梯度控溫方案。

他們重新優(yōu)化鑄錠在感應(yīng)線圈內(nèi)的升溫曲線,讓熱量由內(nèi)而外滲透,并精準(zhǔn)控制鑄錠進(jìn)入擠壓機(jī)的節(jié)奏,通過巧妙的“通電—斷電”循環(huán),對(duì)鑄錠進(jìn)行多次穿透加熱,確保鑄錠被充分“喚醒”。

效果立竿見影。鑄錠的整體加熱溫度被牢牢鎖定在理想?yún)^(qū)間,而芯表與軸向的溫差也壓縮至合理范圍。

這道耗費(fèi)最多心血的難關(guān),團(tuán)隊(duì)終于闖過。

激流勇進(jìn)

讓模具對(duì)抗千鈞重壓

鑄錠加熱達(dá)標(biāo)后,就被小車送至擠壓工序。

擠壓,是通過壓力將紅熱的金屬壓入特定規(guī)格的模具,從而獲得管、棒型材的工藝。其過程類似于把面團(tuán)壓成面條。

但鑄錠擠壓,遠(yuǎn)不是那么簡(jiǎn)單——把重量200千克以上的鑄錠擠壓成管,相當(dāng)于將一個(gè)超大型立式冰柜壓入一個(gè)直徑極小的圓柱形空間,模具承受的壓力可想而知。

強(qiáng)壓之下,原本的模具往往用不了幾次就會(huì)變形、開裂。針對(duì)這一問題,以往行業(yè)內(nèi)的解決方式是改變模具進(jìn)口角度,但優(yōu)化效果始終不盡如人意。

團(tuán)隊(duì)商議后,決定每天24小時(shí)不間斷全程跟產(chǎn)3天。

這3天里,大家記錄下每一次擠壓的壓力、速度數(shù)據(jù)及細(xì)微波動(dòng),并將在線采集的海量數(shù)據(jù)整理成圖表,進(jìn)行深入分析。

“我們發(fā)現(xiàn)擠壓的突破壓力接近擠壓機(jī)上限,擠壓過程非常吃力。”滿振峰說,“所以,這絕不是一個(gè)只改變模具進(jìn)口角度就能解決的問題,一定還得想別的辦法。”

這一次,技術(shù)團(tuán)隊(duì)決心開辟其他路徑,嘗試多管齊下。

經(jīng)過大量分析,團(tuán)隊(duì)提出一個(gè)綜合性解決方案。首先,縮短模具定徑帶長(zhǎng)度以顯著降低擠壓起步壓力,同時(shí),繼續(xù)增大模具入口錐度,避免錠坯在入口處堆疊變形。此外,還延長(zhǎng)入口區(qū)長(zhǎng)度,讓金屬形變過程更溫和、漸進(jìn)。這一系列改動(dòng),仿佛打通擠壓機(jī)的“任督二脈”,擠壓順暢度大幅提升。

正當(dāng)大家以為技術(shù)攻堅(jiān)告一段落時(shí),管坯表面出現(xiàn)的醒目裂紋,又讓所有人的心提了起來(lái)。

這些裂紋,被稱為熱裂,是擠壓時(shí)的劇烈摩擦和形變發(fā)熱導(dǎo)致的。技術(shù)人員一致認(rèn)為,要解決這個(gè)問題,只能從潤(rùn)滑入手。

潤(rùn)滑,指的是在坯料和模具之間添加潤(rùn)滑劑,以減少擠壓時(shí)的摩擦力。為此,技術(shù)團(tuán)隊(duì)廣泛向國(guó)內(nèi)外同行和客戶取經(jīng)。經(jīng)過多次試驗(yàn),他們創(chuàng)新性地在潤(rùn)滑劑中加入石墨,成功調(diào)配出兩種專用復(fù)合石墨潤(rùn)滑劑,一種用于潤(rùn)滑穿孔針和模具,另一種用于潤(rùn)滑擠壓筒內(nèi)壁。

這兩種潤(rùn)滑劑仿佛一層護(hù)盾,不僅能有效減少摩擦生熱、杜絕產(chǎn)生熱裂缺陷,還讓產(chǎn)出的管材表面光滑如鏡,產(chǎn)品品質(zhì)大幅提升。

近兩年的攻關(guān)中,溫度、模具和潤(rùn)滑方面的優(yōu)化只是其中一部分,過程控制、設(shè)備改造等諸多領(lǐng)域的技術(shù)改造細(xì)節(jié)更是不勝枚舉。

這一路,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)日夜堅(jiān)守、通力協(xié)作,成功突破技術(shù)瓶頸,為更多年輕人積極投身推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)樹立榜樣。

接續(xù)攀登

勇奪市場(chǎng)話語(yǔ)權(quán)

2025年4月,大單重B30白銅管首次實(shí)現(xiàn)批量供貨。

站在成噸打包好的大單重B30白銅管旁,回顧過往種種經(jīng)歷,滿振峰感慨地說:“高端精密產(chǎn)品的生產(chǎn)容錯(cuò)率很小,與簡(jiǎn)單粗放型產(chǎn)品的生產(chǎn)是完全不同的。但凡有一個(gè)參數(shù)或者操作有偏差,最終結(jié)果就可能差之千里。所以,我們堅(jiān)持把每一步都做到極致。”

金川集團(tuán)精密銅材有限公司大單重B30白銅管的擠壓成材率較攻關(guān)前大幅提升,平均突破壓力顯著下降,工模具費(fèi)用有效降低,累計(jì)向客戶交付單重200千克級(jí)B30白銅管超96.8噸。

這些承載著金川集團(tuán)技術(shù)實(shí)力的白銅管漂洋過海,作為不可或缺的核心部件應(yīng)用于眾多船舶設(shè)備。更值得驕傲的是,目前,國(guó)內(nèi)具備此種規(guī)格白銅管批量供貨能力的企業(yè)僅該公司一家。

當(dāng)更多B30白銅管突破技術(shù)瓶頸難題,走向廣闊深海時(shí),其所展現(xiàn)的不僅是金川集團(tuán)過硬的技術(shù)實(shí)力,更是金川集團(tuán)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系加快建設(shè)的自信和敢于挑戰(zhàn)行業(yè)高峰的勇氣。

展望未來(lái),金川集團(tuán)精密銅材有限公司將沿著“做強(qiáng)白銅、做大紫銅、協(xié)同發(fā)展復(fù)合材料”的戰(zhàn)略路徑持續(xù)攀登行業(yè)制高點(diǎn)。

深海無(wú)言,但“金川制造”的聲音鏗鏘有力。

責(zé)任編輯:任飛

一審:任飛

二審:淮金

三審:孟慶科

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