文/白雪
徐濱士一輩子致力“表面”文章
文/白雪
他幾乎與國際同行同步提出建立表面工程科學,帶領中國的技術研發(fā)走在世界前列。
他在中國首倡再制造工程,并賦予其鮮明的中國特色。
……
他心無旁騖,年復一年地潛心鉆研,至今已近60年,并且還在繼續(xù)努力著。
今年整整80歲的徐濱士做了半個多世紀的“表面”文章,只是他的“表面”文章并非有形式無實質(zhì)內(nèi)涵,而是一個個關于修復物體表面磨損與腐蝕的創(chuàng)新技術及理論:
他創(chuàng)造性地研制了電刷鍍設備及各種鍍液,突破了飛機、艦船等重大型裝備不需解體就能現(xiàn)場修復的技術難關,連續(xù)在國家3個“五年計劃”中被列為重點推廣新技術項目,創(chuàng)造價值達30多億元。
他首次在國內(nèi)將等離子噴涂技術用于重載車輛薄壁磨損零件的修復,不僅解決了多種薄壁零件不能修復的重大難題,而且還使修復的零件耐磨性比新品提高1.4至8.3倍,壽命延長1至2倍,修復成本卻只有購買新件的1/10。
他開發(fā)的防腐、耐磨電弧噴涂技術,攻克了大型船舶及水電工程鋼結構表面易腐蝕的難題,使其防腐壽命由原來的5年提高到了15年。
他幾乎與國際同行同步提出建立表面工程科學,帶領中國的技術研發(fā)走在世界前列。
他在中國首倡再制造工程,并賦予其鮮明的中國特色。
……
他心無旁騖,年復一年地潛心鉆研,至今已近60年,并且還在繼續(xù)努力著。
他,徐濱士,生于1931年3月12日,中國工程院院士,我國設備維修、表面工程和再制造工程學科的倡導者和開拓者之一。
這些令人驚嘆的“表面”工程,支撐起我軍裝備維修戰(zhàn)線兩個嶄新的學科——裝備表面工程和再制造工程。
在100萬倍的電子顯微鏡下,坦克發(fā)動機傳動軸上的磨痕,像險峻的高峰深壑。一位技術人員用一根小小的導電棉刷,蘸著一種液體輕輕刷了幾下,幾個小時之后,磨痕光滑如鏡,“高山”變成了“平原”;一個裝甲車輛的報廢零件,銹蝕坑坑洼洼,技術人員操縱噴槍噴涂一種高速射流,在炫目的藍色火焰下,零件恢復如初,如新造產(chǎn)品……
這些令人驚嘆的“表面”工程,支撐起我軍裝備維修戰(zhàn)線兩個嶄新的學科——裝備表面工程和再制造工程。其奠基人,就是我軍表面工程和再制造工程專家、中國工程院院士徐濱士。
從1978年至今,徐濱士共獲得國家技術發(fā)明二等獎1項,國家科技進步一等獎1項、二等獎3項,軍隊科技進步一等獎3項、二等獎5項,取得國家發(fā)明專利10項,出版專著和教材17部。
2004年2月20日,在國家科學技術獎勵大會上,徐濱士從胡錦濤總書記手中接過“國家技術發(fā)明二等獎”榮譽證章。
金燦燦的獎章上,銘刻著徐濱士為推進我軍機械化裝備維修技術變革創(chuàng)建的功勛:
某新型主戰(zhàn)坦克上的一種零件跑4 000公里就磨損了。徐濱士利用他開發(fā)的等離子噴涂技術處理表面,跑了12 000公里還可以用,耐磨性比新品提高數(shù)倍,壽命延長兩倍,價格卻只有新品的十分之一。某重型軍用牽引車發(fā)動機接近中修,徐濱士在潤滑油中加入一種他研制的納米減磨自修復添加劑,發(fā)動機在運行中就可以自動修復汽缸磨蝕。一個全壽命試驗周期結束,缸體磨損度只是原來的七分之一。
某新型戰(zhàn)機,發(fā)動機壓氣機葉片瀕臨報廢,換新需要數(shù)十萬元。徐濱士利用他首創(chuàng)的納米電刷鍍技術,僅用幾個小時就將葉片修復如新,費用只有過去的千分之一。某新型艦艇,出海不久船體上出現(xiàn)斑斑銹跡。徐濱士利用他研制的耐磨電弧噴涂鋁合金和粉芯絲材進行處理,在海水中防腐壽命可達15年。
西昌衛(wèi)星發(fā)射中心,火箭高速高溫尾焰剝蝕著發(fā)射塔的“鋼筋鐵骨”。用徐濱士研制的新型涂料進行維護,發(fā)射塔煥然一新,年復一年把一顆顆“衛(wèi)星”送上茫茫太空!
在我軍現(xiàn)代化建設幾乎所有高技術領域,徐濱士的神奇“表面”工程都大顯身手,累計產(chǎn)生經(jīng)濟效益數(shù)十億元。
金戈鐵馬延長了壽命,煥發(fā)了青春,然而徐濱士滿頭黑發(fā)已變白如雪。他用半個世紀的人生,開拓出一條獨具中國特色的裝備維修技術變革之路。
上世紀90年代初,海灣戰(zhàn)爭爆發(fā)。徐濱士在關心戰(zhàn)事時意外發(fā)現(xiàn),美軍轟炸機有的還是1961年生產(chǎn)的,早該退役了,可是這些“老古董”卻仍然翱翔在戰(zhàn)爭的硝煙中。
奧妙在哪里?徐濱士要刨根究底。原來美國人通過再制造工程對飛機進行了延壽和改造,使其壽命延長,性能提升,得以重上藍天。徐濱士敏感地意識到,這種讓機械裝備延長使用壽命的再制造技術肯定是今后制造業(yè)的發(fā)展方向。
美國和歐洲的再制造是以換件修理和尺寸修理為主要手段,通過對失效部件的更換和升級,帶來裝備性能的恢復和提升。徐濱士發(fā)現(xiàn),這種立足制造業(yè)的再制造存在明顯不足。那些被更換下來的失效部件只有兩種處理辦法:或者被棄之不用,直接填埋;或者被回收利用,重走一遍熔煉—成型—制造—使用的過程。前者所帶來的浪費和對環(huán)境的污染是顯而易見的,而后者雖然材料回收了,但回收利用過程仍然會帶來能源的消耗以及對環(huán)境的污染,其影響也不可小視。
“兩種辦法帶來的后果都是我們這個地球所不能承受的,我們這個地球已非常脆弱!我們應該另辟蹊徑,讓再制造好上加好,更好地推動人類社會可持續(xù)發(fā)展。這是一個負責任的科學家應盡的職責。”徐濱士反復對助手們強調(diào)。
徐濱士聯(lián)想到,既然零件失效往往發(fā)生在表面,何不將成熟的表面工程技術融入到再制造中,對零件進行修復。于是,他創(chuàng)造性地賦予再制造工程以鮮明的中國特色:把著眼點放在對廢舊零件的高技術修復上,將成熟的表面工程技術以及信息技術、納米技術、生物工程技術等融入到再制造中,突破“原樣修復”的局限,不僅要使老舊裝備達到與新品一樣的性能,甚至還要超過新品。
循著這一思路,徐濱士帶領他的科研團隊開始了試驗。在徐濱士的實驗室里,一臺上世紀六七十年代生產(chǎn)的老舊機床居然變成了數(shù)控機床:原來的絲桿傳送被替換成滾珠傳送;磨損的導軌通用納米顆粒復合電刷鍍技術獲得了修復;數(shù)控部件被加裝上……經(jīng)測試,經(jīng)過再制造的機床加工精度大大提高;與性能相當?shù)臄?shù)控機床相比,再制造成本節(jié)約50%以上,還節(jié)能60%,節(jié)材70%。
這不就是高級的維修嗎?“當然不是。”徐濱士說,再制造和維修完全是兩碼事。維修是針對某一特定的裝備進行的修復,而再制造的最大特點是可以在流水線上實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn),形成一個新興的產(chǎn)業(yè)。美國再制造產(chǎn)業(yè)2005年的銷售額就達到1 000億美元,機動車輛維修市場中70%至80%的配件是再制造產(chǎn)品。德國大眾銷售的再制造發(fā)動機與新發(fā)動機的比例,更達到9∶1。
徐濱士意識到,要適應再制造的產(chǎn)業(yè)化要求,相關技術必須從手工操作過渡到自動化操作。為此,他帶領課題組重點開展自動化再制造表面工程技術的研發(fā)。在徐濱士的實驗室可以看到:自動化高速電弧噴涂技術用于重載汽車發(fā)動機箱體的再制造,其時間由手工操作的1.5小時縮短為20分鐘,效率提高4.5倍;自動化納米顆粒復合電刷鍍技術可一次性完成4至6件發(fā)動機連桿的電刷鍍,并使單件作業(yè)時間由60分鐘縮短為5分鐘,效率提高10倍以上。
這首詩開篇描繪了三軍凱旋而歸、恭迎乾隆勞軍的場景,表達了將士對君主的尊崇和凱旋榮歸的喜悅。“乃命飲至,還家受賜。相臣將臣,既策爾勛”敘述了皇帝對凱旋將士的褒獎和封賞。至于戰(zhàn)后向皇帝獻俘及接受封賞之事,《清實錄》也有所提及,然而此詩描寫的皇帝賜飲賜食之事,史書并未記載。故而,就描述的這件事而言,此詩可以補史之缺。
徐濱士還用自己的行動教導他的學生,不管創(chuàng)新的想法有多新穎,也不能忘掉求實和嚴謹。
走進裝甲兵工程學院“裝備再制造技術”國防科技重點實驗室,迎面是一幅巨大的照片——徐濱士站在中間,身邊是實驗室的各個課題組負責人,身后是他的碩士研究生、博士研究生……
電子顯微鏡下,納米顆粒加入到鍍液中,逐漸吸引、靠攏……視野中出現(xiàn)了一個個黑色的孤島!
一聲長嘆,研究生們在記錄本上又寫下一次失敗的記錄。這是徐濱士帶領研究生們進行納米電刷鍍試驗的一個場景。在這項研究中,課題組遇到一個難題:納米顆粒加入到鍍液中容易“抱團”,不能均勻分布。
怎么辦?徐濱士招集研究生們開會研究。他風趣地對研究生們說:“條條大道通羅馬,此路不通走彼路,不要把我說的辦法當成唯一選擇,放開膽子想嘛!”
不久,研究生王紅美想出一個妙招——采用靜電吸附法進行實驗,取得了突破。徐院士高興地鼓勵小王說:“搞科研,就要有這種敢于超越老師的創(chuàng)新精神!”
朱勝將自己的攻關設想告訴了徐濱士,徐濱士鼓勵他說:“沒有奇思妙想,科學就不可能有大的發(fā)展。你大膽干!”連夜,徐濱士給朱勝的導師發(fā)了一封電子郵件,對朱勝的設想進行了可行性論證,請他給予支持。
兩年后,朱勝的科研成果獲得波蘭國家科技委員會獎勵。
徐濱士還用自己的行動教導他的學生,不管創(chuàng)新的想法有多新穎,也不能忘掉求實和嚴謹。
徐濱士的一位博士研究生,在論文中引用了另一位同學的數(shù)據(jù)成果。但是,沒有注明出處。
論文送到徐濱士那里,徐濱士立即查問原因。這名研究生覺得自己引用的只是同學的實驗數(shù)據(jù),注不注明出處無關緊要。徐院士臉色陰了下來:“論文中不管引用誰的成果,都必須認真注明,否則就是剽竊!”
事后,徐濱士親自主持召開了全系研究生大會,讓這名研究生在會上做出了深刻檢查。
徐老經(jīng)常告誡學生:“德為先,信為重;先做人,后做事?!彼J為,現(xiàn)代科學研究,固然需要創(chuàng)新的奇思妙想,但更需要一絲不茍的求實作風。
徐濱士兢兢業(yè)業(yè)地干了一輩子“表面”工程,但他對學術的那份敬畏,對科研的務實、嚴謹?shù)膽B(tài)度,卻直指“表面”下的豐功偉績,激蕩著每一個和他有所接觸的靈魂。