挺膺担当新型工业化丨压机年轮里的精神火种——从“6”到“95”的传承与创新之路

压机年轮里的精神火种

——从“6”到“95”的传承与创新之路

◇国机精工集团股份有限公司 刘越 王永锋

当清晨的第一缕阳光掠过郑州磨料磨具磨削研究所(以下简称“三磨所”)院内那台“6×6MN”铰链式六面顶压机,铰链梁上1965年的铸造工艺在晨光中若隐若现。

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▲中国第一台具有自主知识产权的铰链式六面顶压机

这台在历史上因未涂漆而被称作“大老黑”的压机,诞生于物资紧缺的1965年。从1966年正式投入服役到1995年光荣退役,在长达近三十年的时光里,它始终坚守岗位,默默奉献。期间,它产出了上百万克拉的金刚石产品,按当时的价格计算,创造了上千万元的产值。正因如此,“大老黑”在三磨所干部职工乃至全行业人士心中都是当之无愧的“功勋压机”。

时光指针拨至2024年,国机金刚石(河南)有限公司(以下简称“国机金刚石”)接过历史的接力棒,循着国家高端装备发展的号角,将探索大型铸造六面顶压机的研发生产作为新时代的使命任务,一场跨越半个多世纪的时空对话悄然展开:前者用1965年的铰链式结构敲开了自主创新的大门,后者凭借“4+3”结构的精密铸件赋能新型工业化,这一历程承载了“功勋压机”的历史积淀与时代传承,为行业高质量发展提供了一定的物质支撑和精神动力。

20世纪60年代,中国超硬材料领域深陷困境,制约了国家基础工业体系的自主发展。1965年,国家相关部门下达指令,以济南铸造锻压机械研究所和郑州磨料磨具磨削研究所为主力,组建联合作战军团,目标明确而坚定:突破国外技术封锁,将人造金刚石的实验室成果转化为生产力,造出中国人自己的人造金刚石生产设备。

压机制造过程中,最令科研人员挠头的是攻克六面顶压机高压密封“放炮”难题,这是一个世界高压技术中最难攻克的难点。科研团队注重从细微处突破,一次去食堂的路上,有人突发灵感,团队就当即蹲在路旁研讨,这样废寝忘食的场景在研发中屡见不鲜。他们深知灵感源于勤奋,抓住一次次闪现的思路反复实践,最终在压砧顶部斜面设计出小小倒角,成功破解了这一难题,为中试成功和人造金刚石产业化奠定了关键基础,他们说,“勤奋”与“灵感”正是他们攻克难关的密码。在物资匮乏的年代,当三磨所的领导专程赶赴济南“战地”,用一碗热气腾腾的烩面犒劳攻克“放炮”技术难关的科研人员时,面条的香气与质朴的温暖,瞬间焐热了每颗赤子之心。

1966年,中国第一台铰链式六面顶压机落户三磨所。这台“大老黑”,以不加雕琢的钢铁本色,见证了中国第一批工业级人造金刚石的诞生。

当1100mm缸径的六面顶压机稳稳地输出95MN的推力时,“4+3”结构的铰链梁如同一位沉默的智者,承载着的不仅是物理上的重压,更是国机金刚石人对“匠心传承”的深刻诠释。这看似简单的数字组合,背后藏着的是应对市场需求和顺应压机大型化趋势的深思熟虑,更是一代代超硬材料人创新智慧的结晶。

这个故事需要从结构选型说起。最初,摆在面前有三道选择题:“3+2”结构、“4+3”结构和“5+4”结构,到底如何选择?“3+2”结构的耳孔许用应力总是“冒尖”,超高压条件下超过材料能承受的极限;“5+4”结构虽然耳孔应力温和了许多,却对铸造工艺和加工提出了近乎苛刻的要求。

大家沉下心来,一遍遍地在图纸上推演,一次次地在脑海里模拟压机运行的状态,最终“4+3”结构像一颗被精心打磨的钻石,逐渐显露它的光芒——它既避开了“3+2”结构的应力隐患,又没有“5+4”结构那般难以逾越的技术鸿沟,是平衡了性能与可行性的最优解。

确定了方向,打磨的过程同样充满挑战。“4+3”结构的设计稿,前前后后改了十几稿。每一笔修改,都是为了让它更贴合实际应用。从整体框架到内部结构的精妙设计,采用了更为稳固的复合结构,确保每一个部件都能在高压下默契配合,最终才定下了最后的方案。

真正的考验在生产环节,这台压机单件铰链梁毛重就将近20吨。为了“托举”起这个大家伙,铸造车间的砂箱、行车,还有熔化钢铁的炉子经历了一番彻底的改造升级。

加工环节挑战重重。铰链梁的超长“耳部”结构使耳孔加工难度倍增,每个工序都需极致精准。最让人头疼的是初加工时的铁屑排泄问题,深缸体里的铁屑总喜欢往深处钻。生产人员尝试着研发新型的磁性排销机构,使铁屑在磁力的引导下排出。

热处理工艺也是块硬骨头。为了让这大家伙有足够的“筋骨”,技术人员专门设计了一套合金钢的热处理工艺方案。到了精加工阶段,新的难题又出现了:缸体又大又厚,很容易发生变形,而且变形量比小工件大得多。技术人员把车间的温度、湿度都纳入监测范围,一点点把尺寸控制在设计范围内。

就连最后的装配环节,也没少费心思。因为“耳朵”长,销轴的装配总达不到理想状态,技术人员反复调整,优化方案,不达到完美不罢休。

还有那新型的密封结构,采用了耐水、耐高压、耐高温的新型有机材料,像给压机装上了坚固的“密封圈”,确保六缸对中性小于0.1mm。这一个个细节的打磨,正是对“匠心”二字最生动的诠释。

时光流转至技术突破的时刻,当95MN压机的活塞首次顶起1300℃的高温腔体,石墨在数万倍大气压下骤然蜕变为金刚石的刹那,监控屏上跃动的曲线,正与1965年那张泛黄的实验记录产生跨越时空的奇妙共振。这台单缸推力达9500吨的“钢铁巨人”是目前国内已知单缸推力最大的铸造六面顶压机。每一次运转都在重塑行业基准:同等条件下产能实现翻倍,不仅为金刚石生产企业大幅降本增效,更能助力其提升产品附加值。

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如今,国机金刚石的这台压机的技术正走向世界,就像当年的三磨所带着技术蓝图走遍全国。在俄罗斯、韩国和泰国等国家,中国制造的超硬材料装备正续写着新的故事。而留在三磨所的这台功勋压机,早已成为一种精神地标——它教会我们:真正的压强,从来不是机器施加的压力,而是一个企业在困境中迸发的创造力。

从1965到2024,从6MN到95MN,从三磨所到国机金刚石,变的是钢铁巨擘的磅礴力量,不变的是科技报国的信念。当新型工业化的号角在新时代吹响,这两台跨越半个多世纪的压机告诉我们,中国制造必将循着中国式现代化的壮阔蓝图,在新型工业化的征程上走出更广阔的道路。

*文章出自“锻造国机所长,服务国家所需,为新型工业化挺膺担当”主题征文优秀作品文集。

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责任编辑:D1CM 文章来源:国机集团

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