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堪比发丝直径一半的军工刀问世 背后蕴藏大商机
来源:央视财经参与互动 2018-08-10 08:14:52

0.03毫米!堪比发丝直径一半的军工刀问世,背后蕴藏重大"商机".。。

每次国际经济出现新的变化,很多人就对中国制造发出质疑的声音,在一些人心里,中国制造的产品,是低附加值的,占有巨大的劳动力成本,得到的只是微薄的产品利润,只要国际市场风吹草动,中国制造必然会收到冲击等等。但眼下变化中的国际环境,是不是让中国制造面临冲击?制造业一线的具体运行情况,是不是像一些人担心的那样呢?

中国空间站实验舱推进系统即将进入正样研制 4000亿元大市场正打开大门

上海是长江泥沙冲积形成的平原,地势平坦,只有西部郊区耸立着几座低矮的山丘。2018年7月31日,在上海西郊的薛山脚下,中国首个空间站实验舱推进系统迎来首次试车。今天的试车,是对实验舱推进系统的首次大考。推进系统通过这些管道喷气产生动力,它决定实验舱在太空能否正常“行动”。

空间站实验舱推进系统首次试车

今天的试验,推进系统的主要部件均按照上天模式来配置。经过两个小时的试验,八道试车程序中,所有的发动机和所有的系统部件,均正常工作,没有出现任何的故障,试验的成功,验证了推进系统的设计方案的可行性。试车圆满成功。

中国航天科技集团801所副主任设计师金广明告诉《经济半小时》记者,2019年,中国空间站实验舱将进入正样研制阶段。它的推进系统,将基本按照今天的设计方案进行生产。为了制造出性能优越的中国空间站,航天科技人员已经默默奋斗了12年。

发动机组件

像这样空间站实验舱上的发动机,最少要工作15年,不仅寿命长,还得轻,36个发动机都有重量要求。其中一个发动机组最初设计的时候16公斤,而他们的目标是必须给它减到10公斤。经过多轮迭代以后,金广明和他的团队最后做出一个10公斤左右的一个产品,经过后期的试验验证,保证了产品的质量。

这次试验是中国空间站工程计划的一个重要组成部分。26年前,为了跟上世界领先水平,我国启动了载人航天工程。工程分三步走。

随着天宫一号的太空对接实验完成和天宫二号的发射成功,中国载人航天工程已完成了第一步和第二步的全部任务,正在阔步迈入“空间站时代”。2020年前后发射空间站核心舱,2022年发射空间站的实验舱。现在金广明他们的动力系统都已经做好了准备。

现有的空间研究站由美国、俄罗斯等国合作研制,最迟将由2028年退役。届时,中国空间站将成为它的接力者,对全人类开放。

今天的 航天已经不再只是科研用途,近年来,随着中国航天技术的成熟,正在开发广阔的全球商业航天市场。2017年,中国总计18次火箭发射中商业卫星发射数量总计只有8颗。而从2018年开始,中国凭借成熟的航天技术,拓展了更广泛的国际商业航天市场。中国发射长征火箭送往太空的22颗卫星中,就有16颗商业、科研卫星,其中包括来自加拿大、乌拉圭、丹麦三个国家的小卫星。

1月19号长征11号的“一箭六星”更是首次实现了全部商业发射。上个月,也就是7月9号11点56分,酒泉卫星发射中心,长征二号丙运载火箭点火升空,“一箭双星”,成功发射巴基斯坦的两颗卫星。

中国火箭发射现场

1999年,长二丙火箭完成“摩托罗拉铱星”发射后,美国开始限制用中国火箭发射含美国零部件的卫星,极大地影响了我国国际商业航天发射服务市场的开拓。这是时隔19年后,长二丙火箭重返国际商业发射服务市场。

今年9月,长二丙火箭还将再次执行国际发射服务任务,发射我国和法国合作研制的首颗卫星——“中法海洋卫星”。

商业航天的开发,是一个国家航天技术的领先和各高科技运用的体现,也带动了一大批新技术的发展,比如激光通讯、量子通信、空间新型动力、空间电源等。

未来几年,与航天相关的总产值将会以每年20%-30%的速度增长。比如正在组网的北斗卫星系统,预计到2020年,我国的卫星导航产业市场规模就有望达4000亿元。同时,中国载人航天的快速发展,也正在带动一大批企业发展。它们在各自领域里的新市场空间,创造着新的工业利润。

3000倍显微镜检验钨金刀 百倍提升产品附加值

在厦门,国家钨材料工程技术研究中心的磨削实验室里,工程师聂洪波目不转睛地盯着即将出口的钨金刀具做铣削试验。这把刀具看似普通,但却是制造航天器和大飞机的必备工具,它的研发成功标志着国外长达30年的技术垄断被打破。

刀具试验

厦门钨业股份有限公司国家钨材料工程技术研究中心教授级高工 聂洪波:现在做的是一个铣削实验,用这个三刃的PVD涂层铣刀来做一个铣削试验,它在这个1900转的速度下,铣削十米,看它刀刃的磨削程度,来评估这种刀的使用寿命和使用效果。

聂洪波给我们拿出一份收藏于1991年5月31日的公司决定,里面声明,因为处于试产状态,51名员工休假一个月。

钨是一种稀有金属,它的密度是铁的3倍,与黄金接近。在钨中加入钴,制成的碳化钨合金,硬度与钻石相媲美。正因为这样的特性,它也是航空航天装备的重要原料。中国控制着全球50%的钨,然而却只是资源大国,不是钨制造强国。当年他们公司虽然拥有钨矿,但是只能出口低端的钨精矿换取外汇,连钨粉都不会加工,而那时候他们出口一吨钨精矿只有7万元,但是要进口一吨纯钨粉最高要80万元。

高品质钨粉

如何加工出高品质的钨粉,却苦于没有技术,公司也只能以暂时停产来降低成本风险。

但是有18位技术人员,在1991年的那个夏天并没有休息。他们逐字逐句地翻译着钨金制造领域还原炉、气流分散机等国外设备的基础性文件。正是这批工程师用自主研发的常规设备一次次反复试验,2008年、2011年、2014年,他们研发的高性能钨粉碳化,钨关键技术及离子交换法荣获国家科技进步一等奖、二等奖,困扰中国只能出口钨矿石初级原料的魔咒被打破,厦门钨业正式迈开向碳化钨高级材料出口的步伐,撞开中国中高端钨制品出口的大门。当时他们这个技术出来以后,产品马上占到了全国出口量的50%以上。

有了高品质的钨粉,他们并不满足,他们还要造出高品质的钨金刀具。硬质合金号称工业的“牙齿”。今天,工程师们正在挑战制作直径只有0.03毫米的微型刀具,这是目前世界上最小的螺旋刃立铣刀。一种用于航天军工仪表装置制造的特殊工具。

刀具生产

采用超细晶硬质合金基体,使其在0.03mm的微小径刀具上仍然可以加工出优异刃口形状,同时搭配专用的刀具结构和槽型设计,这几乎是不可能完成的项目,最初的试验都以失败告终。

厦门金鹭特种合金有限公司 教授级高工 李凌祥:直径0.03毫米这个刀具,相当于我们头发丝的一半还不到,它还要开槽,也就是说,它最细的部分大概就是0.015左右,也就是15个微米,几乎是十来克碳化物堆在一起。

为了攻克0.03毫米螺旋刃立铣刀的难关,李凌祥和他的团队度过了近一年的不眠之夜。甚至一度觉得国内根本做不出来。

结合几百次磨削工艺参数的不断探索,在电子显微镜下放大3000倍下,0.03毫米高精度两刃螺旋立铣刀检测终于达标。而实现世界级磨削工艺精准控制后,不但给自己的成产成本降低了40%以上,还让客户的生产效率提高了30%以上。

有了原材料研发、磨削工艺、工程师们把下一个目标定位在涂层工艺上。超薄、超光滑的高硬度涂层,才能成倍提升合金刀具的切削性能和使用寿命,从而进入高端的合金刀具市场。

一直以来,涂层工艺的核心技术被国外公司掌握和封锁。但中国的工程师依然在尝试我国自主研发,坚决啃下这块科研的硬骨头。

厦门金鹭特种合金有限公司 高级工程师 邹伶俐:我们的一个头发丝就有50到100个微米,我们这个涂层只有2到3微米,是很薄很薄的,任何的一个小的灰尘,或者杂质都会涂层的品质产生很重要的影响

像邹伶俐这样的工程师反复摸索了十年,才像今天这样逐渐掌握某些领域的自主研发涂层技术。不可否认在超细晶硬质合金的涂层工艺上,瑞典的什特维克、美国肯纳两巨头依然领先全球,但中国钨业的工匠们正在用自己的实力,希望用五到十年的时间,完成从跟随到超越的历程。

经过涂层后生产的钨金刀具源源不断地用于我国大飞机、战斗机等航空航天的高端仪器制造,从上个世纪90年代,我国只能以每吨7万元的价格出口钨矿、每吨12万元的价格出口钨粉,现如今,正在以每片几十元甚至上百元的价格出口超细晶硬质合金的刀具。这种深加工后,相当于把最基础的钨矿价值提升到每吨600万元。他们的刀具出口到30多个国家和地区,其中包括美国和欧洲,外部环境变化中,技术优势给予了企业更宽泛的选择范围。对于未来,对于市场的变动,并没有外界传言的那样担心和忧虑。

【半小时观察】创新带来新市场新利润

俗话说天下武功,唯快不破,而工业制造也有一个硬道理,就是唯创新不破。国家这几年来实施的产业升级转型,供给侧改革,都是在加紧中国制造的技术创新。习近平总书记曾经强调,关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的,科技创新要敢于走前人没走过的路,努力实现关键核心技术自主可控,把创新主动权、发展主动权牢牢掌握在自己手中。

在生产一线调查,我们也深深感到,中国制造只有跟上世界产业创新的潮流,才能稳固中国经济运行的基础,有了新技术,企业的发展才会有未来,而中国经济的市场空间才会越来越宽。

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