民營企業(yè)創(chuàng)造王者歸“錸”
——走近成都航宇超合金技術(shù)有限公司

圖/東方IC

航空發(fā)動(dòng)機(jī)是當(dāng)今世界上最復(fù)雜的、多學(xué)科集成的工程機(jī)械系統(tǒng)之一，被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)的“皇冠”。單晶渦輪葉片是航空產(chǎn)品第一關(guān)鍵零件，它的鑄造工藝直接決定了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。而生產(chǎn)單晶渦輪葉片離不開一種珍貴的稀有金屬——錸。

近日，在河北廊坊科技園，一款為無人機(jī)和商務(wù)機(jī)而設(shè)計(jì)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)正在進(jìn)行150小時(shí)試車，考核發(fā)動(dòng)機(jī)在各種狀態(tài)下技術(shù)性能和可靠性及壽命等綜合指標(biāo)。

“可以說，在發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)加工中，耐高溫的單晶渦輪葉片是難點(diǎn)中的難點(diǎn)。這一款渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)中所有的零件都是自主設(shè)計(jì)、自主生產(chǎn)，尤其是單晶渦輪葉片。目前，該發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油率、壽命等指標(biāo)都達(dá)到了國際先進(jìn)水平，填補(bǔ)了國內(nèi)空白?！边@個(gè)讓中科院工程熱物理所輕型動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室主任徐綱贊不絕口的重大成果，來自一家民營企業(yè)——成都航宇超合金技術(shù)有限公司（下稱“成都航宇”）。

制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的超級金屬

錸是人類發(fā)現(xiàn)最晚的天然元素，是高熔點(diǎn)金屬之一。因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)者是德國化學(xué)家，因此以萊茵河的名稱命名為錸。它在地殼中的含量比所有的稀土元素都少，比鉆石更難獲取。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的報(bào)告，全球探明的錸儲(chǔ)量僅約2500噸，1克錸的價(jià)格為兩三百元。

由于全球約80%的錸用于生產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)，因此它在軍事戰(zhàn)略上有重要意義。有人說，能否實(shí)現(xiàn)對錸的高效開發(fā)利用是航空工業(yè)進(jìn)入新紀(jì)元的突破口。

長期以來，航空發(fā)動(dòng)機(jī)一直是我國航空工業(yè)中的一個(gè)短板。直到目前，我國部分軍用飛機(jī)依然使用國外發(fā)動(dòng)機(jī)。

民營礦企進(jìn)軍航空工業(yè)

成都航宇的母公司是陜西煉石有色資源股份有限公司。2010年，這家公司在其下屬的陜西省洛南縣黃龍鋪鉬礦區(qū)礦山中斟探到錸，儲(chǔ)量達(dá)到176噸，約占全球儲(chǔ)量的7%。

為了獲得更多的錸金屬，成都航宇通過與湖南有色金屬研究院合作，用一年多的時(shí)間攻克了技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了錸的提純。但是坐擁這樣的稀缺資源，成都航宇董事長張政和股東們卻發(fā)現(xiàn)這種稀有金屬在國內(nèi)幾乎沒有銷路。

無奈之下，他們把眼光轉(zhuǎn)向國際市場，希望以資源換技術(shù)的模式與國外這類合金制造企業(yè)合作。

“每家企業(yè)都希望跟我們簽長協(xié)價(jià)，但因?yàn)樗姓莆者@個(gè)技術(shù)的企業(yè)都受制于美國的一項(xiàng)法律，是不能參與技術(shù)合作的?！睆堈f。

當(dāng)前，美國是全球最大的錸金屬消費(fèi)國，壟斷了全球銷售市場。為了維持在航空工業(yè)的優(yōu)勢地位，美國和其他一些西方國家常年針對中國進(jìn)行材料和技術(shù)封鎖。英國航空發(fā)動(dòng)機(jī)巨頭羅爾斯·羅伊斯公司雖然在中國投資建廠，但對中國員工層層設(shè)防，既便是當(dāng)時(shí)已經(jīng)在該公司工作了7年的宋陽，也從來沒有機(jī)會(huì)接觸核心技術(shù)。

“越是封鎖就越說明航空發(fā)動(dòng)機(jī)的戰(zhàn)略重要性，就越需要突破?！碑?dāng)現(xiàn)在已成為成都航宇副總經(jīng)理的宋陽彼時(shí)在上海立下這一志愿時(shí)，遠(yuǎn)在西安的張政也拍板做了一個(gè)重要的決定——自己生產(chǎn)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的單晶渦輪葉片。

“我們要想辦法打破技術(shù)封鎖，因?yàn)槲也幌胫划?dāng)一個(gè)元素的供應(yīng)商，而且這么稀有的元素，如果我們只把它供應(yīng)給海外企業(yè)，這對中國來說毫無幫助?！睆堈f。

單晶葉片國內(nèi)首次量產(chǎn)

航空工業(yè)是一個(gè)資金密集型、人才密集型的行業(yè)，投資大、周期長、回報(bào)慢，而張政打算生產(chǎn)的單晶渦輪葉片又是目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)所有零件中制造工序最多、周期最長、合格率最低、國外封鎖和壟斷最嚴(yán)重的零件。面對嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)，要實(shí)現(xiàn)單晶渦輪葉片的量產(chǎn)，他們怎樣突出重圍？

張政首先想到的是建立一支全球頂尖人才隊(duì)伍。在政府的幫助下，他很快物色到幾名就職于著名航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司的國外專家，但對于國外專家而言，一家一切都要從零開始的異國民營企業(yè)顯然沒什么吸引力。

2012年7月，國務(wù)院印發(fā)《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，將航空裝備產(chǎn)業(yè)列為高端裝備制造產(chǎn)業(yè)中的第一個(gè)項(xiàng)目，明確提出要突破航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心關(guān)鍵技術(shù)，加快推進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)化。國家層面的大力倡導(dǎo)無疑為張政的引才工作增加了最有力的砝碼。從這一年起，張政的公司通過“千人計(jì)劃”等各類人才計(jì)劃，引進(jìn)了各類高端人才，搭建起自己的專業(yè)團(tuán)隊(duì)。

在國家有關(guān)部門和四川省政府支持下，成都航宇核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)歷時(shí)3年，研發(fā)生產(chǎn)出兩款具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高溫合金，并以這兩款高溫合金為母材，鑄造出3種晶體結(jié)構(gòu)渦輪葉片。

2015年7月22日，成都航宇第一批產(chǎn)品出爐，合格率一鳴驚人。

2016年，國際權(quán)威第三方檢測機(jī)構(gòu)出具的檢測報(bào)告表明，成都航宇送檢的單晶葉片在高溫拉伸性能、高溫持久性能等方面的測試結(jié)果均符合歐美標(biāo)準(zhǔn)。成都航宇也成為國內(nèi)首家單晶葉片成品率達(dá)到量產(chǎn)水準(zhǔn)的企業(yè)。

今年4月12日，成都航宇展示了公司研發(fā)的高溫合金產(chǎn)品、多款航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片和燃?xì)廨啓C(jī)葉片，這標(biāo)志著我國航空工業(yè)冶煉鑄造技術(shù)取得重要突破。

宋陽表示，目前單晶葉片投產(chǎn)的時(shí)間不過一年，一些生產(chǎn)細(xì)節(jié)還在不斷改進(jìn)。因?yàn)楹娇展I(yè)的特殊性，比生產(chǎn)周期更漫長的則是打開市場所需要的時(shí)間。

（據(jù)央視財(cái)經(jīng)、中國礦業(yè)報(bào)）※