文/盧險峰·南昌大學(xué)
豐艷蘭,陳濤,劉嘉·華東交通大學(xué)理工學(xué)院
古代瘊子甲對當(dāng)今鍛壓廠家的啟示
文/盧險峰·南昌大學(xué)
豐艷蘭,陳濤,劉嘉·華東交通大學(xué)理工學(xué)院
通過解讀“瘊子甲”全文,揭示了我國古代瘊子甲冷鍛成果的科技內(nèi)涵;并以此為借鑒,聯(lián)系當(dāng)今鍛壓領(lǐng)域的現(xiàn)實情況,對此進行了一些反思;為我國鍛壓產(chǎn)業(yè)、行業(yè)、企業(yè)在21世紀的順利轉(zhuǎn)型升級、持續(xù)發(fā)展,從思想、技能和良心三個角度提出了思考和行之有效的實踐建議。
在人類社會發(fā)展過程中,很多歷史時期,鍛壓技術(shù)、鍛壓生產(chǎn)的制品為政治、軍事、科學(xué)和經(jīng)濟給予了相應(yīng)的服務(wù),作出了重要的貢獻,從而構(gòu)成了人類文明史的內(nèi)涵之一。
我國現(xiàn)在涉及到的鈑金制作、沖壓(板料成形)、鍛造特別是其中的冷鍛(冷體積成形)等現(xiàn)代冷壓(塑性)成形,正是基于古代原始的冷作、冷錘、冷打、冷鍛發(fā)展起來的。更有甚者,在人類早期使用的某些器物的冷錘作業(yè)加工中,實際上已存在屬于現(xiàn)今沖壓與冷鍛組合加工的某些工藝的雛形。
當(dāng)今中國已開始進入深化改革開放的歷史新時期,產(chǎn)業(yè)、行業(yè)和企業(yè)面臨轉(zhuǎn)型升級、持續(xù)發(fā)展的必然階段與過程。對于鍛壓企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,當(dāng)然存在有各方面的思考與眾多智慧,不同類型產(chǎn)品(如鈑金、沖壓、熱鍛、冷鍛、汽車、發(fā)動機、齒輪、模具及機床設(shè)備等)的廠家,思考的對象與具體內(nèi)容也不盡相同,但應(yīng)該存在相同的指導(dǎo)原則和同樣的目標方向。
基于上述背景,本文從歷史的角度認真學(xué)習(xí)我國古人創(chuàng)新發(fā)明鎧甲中的冷鍛?zhàn)蛹追郎砥鞯囊豁棾晒?,理智細心地領(lǐng)悟其科學(xué)的精神與思想、技術(shù)與方法,為鍛壓企業(yè)順利升級發(fā)展開拓一種謀略,提供一種參考。
論及鎧甲,古代戰(zhàn)士防身的鐵甲類金屬防身器具,眾所周知均是鍛壓產(chǎn)品。自古以來,人類制造出了很多種鎧甲。在如此諸多的古代鎧甲中,我國的瘊子甲獨樹一幟。該發(fā)明創(chuàng)造至今仍令國人引以為榮,尤其令鍛壓工作者和鍛壓企業(yè)倍覺自豪。這不僅是由于瘊子甲具有彈箭不入、十分堅固的主要功效,而且又具有相對柔薄而韌、較宜佩戴的雙重功效,其優(yōu)越性大大超過其他鎧甲。究其專業(yè)技術(shù)上的原因,則是因為瘊子甲為冷鍛或整體冷鍛成形,而其他鎧甲為熱鍛或未鍛成形;冷鍛天生具有加工硬化的效果,熱鍛或未鍛當(dāng)然沒有加工硬化的效果;冷鍛還更環(huán)保,沒有或較少產(chǎn)生熱鍛那些污染環(huán)境及損害操作者身體健康的影響因素。
我國北宋時代科學(xué)家、政治家沈括(1031~1095),在涉及諸多自然科學(xué)內(nèi)容以及社會歷史現(xiàn)象的著作《夢溪筆談》中,有一文“瘊子甲”,僅225個字,非常精準地記載和論述了瘊子甲的性能與特點、工藝和原理、以及制偽手法及對偽劣產(chǎn)品進行了批評。其原文如下:
青堂羌善鍛甲,鐵色青黑,瑩沏可鑒毛發(fā),以麝皮為綇旅之,柔薄而韌。鎮(zhèn)戎軍有一鐵甲,櫝藏之,相傳以為寶器。韓魏公帥涇原,曾取試之,去之五十步,強弩射之不能入。嘗有一矢貫札,乃是中其鉆空,為鉆空所刮,鐵皆反卷,其堅如此。凡鍛甲之法,其始甚厚,不用火,冷鍛之,比元厚三分減二乃成。其末留箸頭許不鍛,隱然如瘊子,欲以驗未鍛時厚薄,如浚河留土簡也,謂之‘瘊子甲’。今人多于甲札之背隱起,偽為瘊子。雖置瘊子,但元非精鋼,或以火鍛之,皆無補于用,徒為外飾而已。
圖1 宋代冷鍛?zhàn)蛹壮鐾琳掌?/p>
圖1為古代北宋時期冷鍛?zhàn)蛹椎某鐾琳掌膱D1中可很清晰地看出其鐵甲的形狀大小、瘊子的高矮與比例、以及用麝皮為帶串札的鉆孔。圖2為筆者本人新近對“瘊子甲”全面深入解讀后而繪制的瘊子甲冷鍛件示意圖。北宋的西夏朝代為黨項拓跋氏所建,首都為興慶府(今寧夏銀川),居民有黨項羌、漢、藏、回鶻等族,最盛時轄二十二州,包括今寧夏、陜北、甘肅西北部和內(nèi)蒙古一部分地區(qū),共歷十帝,凡一百九十年。史料證明,瘊子甲及系列產(chǎn)品在北宋時期有廣泛的生產(chǎn)、應(yīng)用,對西夏軍、西夏王朝社會起到了重要的作用。
圖2 瘊子甲冷鍛件示意圖
⑴當(dāng)今中國進入深入改革開放的新時代,鍛壓產(chǎn)業(yè)、行業(yè)、企業(yè)面臨一個轉(zhuǎn)型升級、持續(xù)發(fā)展的大課題。在思考此大課題時,首當(dāng)其沖必須要考慮的是企業(yè)的社會生存,這就要求改變那種“辦企業(yè)就是為了經(jīng)濟效益”,或“開工廠就必須賺錢”的簡單片面的思維。對照古代的歷史經(jīng)驗,可以驗證這一觀點。在古代瘊子甲的研發(fā)制造,首先是為了防身,然后又為悠長的西夏乃至宋代社會文明起了很大作用,同時也給羌族鍛甲工帶來了經(jīng)濟效益。
基于此,鍛壓企業(yè)首先應(yīng)該考慮的是,如何在服務(wù)社會、不破壞社會環(huán)境、不損害他人利益的前提下,獲取經(jīng)濟利益。也就是說企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級、企業(yè)的產(chǎn)品(包括工藝、模具及設(shè)備)設(shè)計,其前提原則必須按照“社會效益第一,技術(shù)性能第二,經(jīng)濟利益第三”的排序來進行。
⑵在思考此大課題的多種方向方法中,企業(yè)家要有針對性地學(xué)習(xí)和傳承古代瘊子甲在當(dāng)時領(lǐng)先世界的成果事例,領(lǐng)悟其特質(zhì),獲取靈感,立下鴻鵠之志,就一定能繼續(xù)創(chuàng)造出21世紀的新產(chǎn)品、新工藝和新原理。例如,僅在涉及我國汽車的生產(chǎn)中就有太多的地方需要變革與創(chuàng)造。
我國汽車產(chǎn)銷量已連續(xù)多年躍居世界第一,從1992年的幾百萬輛,到2013年已超2000萬輛,20年間提升了一個數(shù)量級;其中轎車的產(chǎn)銷量也從幾十萬輛上升到了千萬輛,20年間提高了兩個數(shù)量級。汽車質(zhì)量卻算不上國際上乘的品質(zhì),轎車中冷鍛件的重量,外國每臺達到45~50kg,我國雖也有提高,但仍為每臺6~7kg的水平,仍小一個數(shù)量級。可見,努力増加汽車轎車中冷鍛件的比重,與積極開發(fā)新能源汽車等,應(yīng)該具有同等重要的意義和價值。因此,當(dāng)今鍛壓企業(yè)應(yīng)以古人為榜樣,立志把我國從汽車大國變?yōu)槠噺妵?,著手從鍛壓工藝、模具和設(shè)備上創(chuàng)新,研發(fā)出新產(chǎn)品。
⑶一直以來,人們對“瘊子甲”一文反映的創(chuàng)新成果津津樂道,還有不少文獻對它的科學(xué)性給予了高度的贊揚??梢?,古代冷鍛?zhàn)蛹椎某晒?,具有豐富的科技成分、多種科技創(chuàng)新,非常值得當(dāng)代鍛壓企業(yè)長期學(xué)習(xí)和借鑒。
對于如何學(xué)習(xí),比如就防身器類產(chǎn)品而言,企業(yè)可以想想,是否還有其他新鋼種或其他新金屬材料或金屬與樹脂的復(fù)合材料?是否可以設(shè)計出完全嶄新又便于穿戴的新型防身衣或防身膜或防身液?是否可研發(fā)出新的類似冷擺輾或冷軋制的新型成形機器?
⑷迄今為止,大多文獻沒有介紹‘瘊子甲’全文,或很多人沒有細讀原文,一般都將其第三段給忽略了。其第三段中記載了古代瘊子甲的假冒偽劣產(chǎn)品,并揭露了山寨瘊子甲的一些方法,這對于處于轉(zhuǎn)型升級的鍛壓企業(yè)來說,是一個十分尖銳且具有針對性的問題,絲毫沒有理由不對照進行反思。
山寨瘊子甲的制作方法主要有以下4點:
(1)類似瘊子甲結(jié)構(gòu)的整體成形件,會用一塊板與四個瘊子塊焊接或螺釘連接而成。
(2)產(chǎn)品設(shè)計規(guī)定要用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板(棒)的,會隨意用普通熱軋鋼板(棒)代替。
(3)零件必須用冷鍛成形,卻有意或無意用熱鍛成形或溫鍛加工蒙混過關(guān)。
(4)工件螺紋最好采用輾壓(滾絲或搓絲),卻被用切削(車絲)代替。
這種反思存在很大的現(xiàn)實意義,當(dāng)今不少企業(yè)不求持續(xù)發(fā)展,急功近利、以次充優(yōu)、重數(shù)量輕質(zhì)量的現(xiàn)象并非少見?,F(xiàn)今某些民營企業(yè)尤其是小微企業(yè)會存在一千年前類似山寨瘊子甲的、低級的制偽(劣)亂象。
善長古為今用的方法,以古代冷鍛?zhàn)蛹椎膭?chuàng)新精神和成果為榜樣,以“瘊子甲”一文為指導(dǎo),秉持以下3點,樹立創(chuàng)新思想、培植創(chuàng)新技能、堅守創(chuàng)新良心,定會有助企業(yè)順利轉(zhuǎn)型并持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。
⑴思想。樹立創(chuàng)新思想意識,積極探尋創(chuàng)造前所未有或有新用途的產(chǎn)品或工藝與設(shè)備,并設(shè)定創(chuàng)新評價標準與目標,按社會效益、科技意義、經(jīng)濟利益排序不顛倒次序,才會是真正意義上的創(chuàng)新。
⑵技能。制造真正創(chuàng)新產(chǎn)品,要有科學(xué)的技能指導(dǎo)和運用。為此,不僅僅是引進國外先進的技術(shù)裝備,更應(yīng)該吸引高級人才、培養(yǎng)高中級技術(shù)人才,才會有屬于自己科技知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新。
⑶良心。發(fā)揚中華民族優(yōu)秀傳統(tǒng),傳承華夏祖先的聰明才智,摒棄那種做有違背良心的山寨貨和假冒偽劣產(chǎn)品,決不能做“偽劣瘊子”的瘊子甲,才會做出有利于民族、國家、人民、企業(yè)的創(chuàng)新。
[1]盧險峰.古代冷壓技術(shù)典型制作.精密成形工程,2012(1)
[2]辭海.上海,上海辭書出版社,1999
[3](北宋)沈括.夢溪筆談.北京,中央民族大學(xué)出版社,2002
[4]盧險峰.“瘊子甲”科學(xué)價值之新探.第十二屆全國沖壓學(xué)術(shù)年會論文集.秦皇島,2014年8月27日
[5]盧險峰.優(yōu)化設(shè)計導(dǎo)引.北京,化學(xué)工業(yè)出版社,2010
盧險峰,教授,博士生導(dǎo)師,專業(yè)研究方向為,材料精密冷壓成形、最優(yōu)化理論工程應(yīng)用。主要學(xué)術(shù)職務(wù)有中國機械工程學(xué)會高級會員、中國機械工程學(xué)會塑性工程分會終身會員、中國鍛壓協(xié)會“頭腦風(fēng)暴”專家?guī)鞂<?、江西省模具工業(yè)協(xié)會理事會顧問等。