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    噴射成形技術相關設備。

    某直升機主框。

    引言：

    在5月28日召開的全國兩院院士大會上，習近平總書記在講話中用“形勢逼人，挑戰(zhàn)逼人，使命逼人”來形容加快科技創(chuàng)新的緊迫感。7月13日，習近平總書記在主持召開的中央財經(jīng)委員會第二次會議上再次強調(diào)，關鍵核心技術是國之重器，對推動我國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展、保障國家安全都具有十分重要的意義。

    長期以來，我國許多關鍵技術、裝備，尤其是基礎材料受制于國外。因此，只有抓住科技創(chuàng)新、自主創(chuàng)新這個“牛鼻子”，才能擺脫我國核心關鍵技術受制于人的窘境，才能真正成為世界經(jīng)濟強國和科技強國。

    今年7月，中國國際鋁工業(yè)展再次在上海啟幕，記者又一次見到了江蘇豪然噴射成形合金有限公司（以下簡稱江蘇豪然）董事長張豪博士，在與他的交談中了解到，目前，江蘇豪然正在江蘇省徐州市邳州建設一個年產(chǎn)1萬噸的噴射成形生產(chǎn)基地，今年年底將實現(xiàn)投產(chǎn)。屆時，我國自主研發(fā)的噴射成形技術將徹底實現(xiàn)規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，開辟合金凝固技術及應用的新紀元。

    一年前，記者在參展期間獨家專訪了張豪，并撰寫了《中國噴射成形第一人》一文，引起業(yè)內(nèi)關注。相比去年，江蘇豪然實現(xiàn)了飛躍式的發(fā)展，技術研發(fā)和市場拓展取得長足進步，影響力也逐步擴大。一年間，無數(shù)關注噴射成形技術的專家學者到訪江蘇豪然，甚至國家工信部、中央軍委裝備發(fā)展部、國防科工局、中國商飛等均表示了對江蘇豪然在合金制備領域的地位作用和深遠影響的極大關注度。值得一提的是，江蘇豪然所生產(chǎn)的產(chǎn)品性能優(yōu)越、質(zhì)量穩(wěn)定，在C919大飛機機翼、天宮二號復雜結構件箱體、火星探測用貯箱、直升機主框和輪轂、發(fā)動機殼體、防彈裝甲、汽車橫梁結構件等方面均實現(xiàn)應用。

    噴射成形到底是一種什么技術？何以引得眾人關注？又為何可以打破傳統(tǒng)合金鑄造技術的瓶頸，實現(xiàn)合金新紀元？帶著眾多對噴射成形技術的好奇之心，展會一結束，記者便來到了江蘇豪然噴射成形合金有限公司，張豪的創(chuàng)業(yè)之地——江蘇鎮(zhèn)江。

    江蘇鎮(zhèn)江素有天下第一江山之美譽，一首辛棄疾的“何處望神州，滿眼風光北固樓……不盡長江滾滾流”更是引來了無數(shù)向往之人。

    就在這座幾千年歷史的古城中，江蘇豪然隱匿其中。來到江蘇豪然，并不大的廠區(qū)，沒有過多的裝飾，沒有奢華的辦公樓，沒有高端的生產(chǎn)車間，更沒有巨型的進口裝備，但卻藏匿著我國自主研發(fā)的關鍵核心技術及裝備，擁有50%以上碩士學歷的專業(yè)技術人才。

    走進江蘇豪然公司的生產(chǎn)車間，映入眼簾的便是四臺噴射成形裝備，張豪指著這些機器對記者說：“這里的噴射成形生產(chǎn)裝備，全部都由我們自主設計，我們用最先進的噴射成形技術制備生產(chǎn)國家戰(zhàn)略急需的合金材料，可以說，從技術到裝備我們擁有完全自主核心技術，擁有完整的自主知識產(chǎn)權，不受制于人，我們產(chǎn)品性能也比國外最好的還好。”

    江蘇豪然噴射成形合金有限公司是中國首家，也是目前為止我國唯一一家實現(xiàn)噴射成形產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)，打破了我國新牌號合金開發(fā)幾乎空白、關鍵生產(chǎn)設備依賴進口、制備技術和產(chǎn)品性能長期落后于西方的歷史。該公司的鋁合金噴射成形產(chǎn)業(yè)化裝備，已被江蘇省經(jīng)信委認定為全省首批首臺套重大裝備及關鍵部件。該裝備生產(chǎn)的噴射成形7055鋁合金，性能比美國鋁業(yè)相同牌號鋁合金性能提升20%以上，解決了7055鋁合金不能鍛造的問題，產(chǎn)品穩(wěn)定性、一致性大幅度優(yōu)于美鋁公司。

    今年，中央軍委組織調(diào)研的我國載人航天工程用鋁鋰合金材料專題調(diào)研報告出爐，對我國5家曾經(jīng)從事噴射成形科研生產(chǎn)的科研院所和企業(yè)進行了調(diào)研，結果唯獨江蘇豪然實現(xiàn)了噴射成形技術產(chǎn)業(yè)化、工程化。參與調(diào)研的一名專家感慨地說道：“噴射成形技術上世紀70年代源于西方，現(xiàn)在豪然噴射做到了世界第一。”的確，江蘇豪然在噴射成形領域做到了產(chǎn)品性能國際領先、規(guī)格和產(chǎn)能國內(nèi)領先、裝備和工藝完全自主。

    近年來，合金材料的發(fā)展一度受到很多新材料和復合材料的沖擊，其根本原因在于近四五十年來，合金材料的性能等核心指標難以進一步提高，材料的高合金化在一定程度上已經(jīng)達到了技術頂端，無法實現(xiàn)更大突破。

    “要提升材料性能必須提高材料的合金含量，沒有新的凝固技術就無法突破高合金化這個技術瓶頸，噴射成形技術是實現(xiàn)材料高合金化最可靠、最有效的技術手段。”張豪指出。

    相關材料專家表示，許多鋼鍛件和鋁鍛件根本問題出在鋼錠和鋁錠上，而錠坯70%的問題則出現(xiàn)在凝固過程中。

    目前看來，傳統(tǒng)的鑄造工藝一定程度上已經(jīng)無法滿足制備部分高性能合金材料的要求，尤其是在材料的熔點和熱應力相差較大的情況之下，極易出現(xiàn)宏觀偏析、成分偏析等。江蘇豪然噴射成形技術的橫空出世正是解決這一瓶頸問題的突破口。

    “噴射成形是目前領先于半連續(xù)鑄造（連續(xù)鑄造）最先進的凝固技術，可將液態(tài)金屬仍處于半固態(tài)的狀態(tài)下瞬間凝固，形成合金錠坯。”張豪介紹。

    “這與傳統(tǒng)鑄造工藝鑄造的合金在性能上有什么不同？”看著眼前像小型“窯洞”一樣的可密閉空間，記者問。

    “這就是生產(chǎn)噴射成形的裝置，這里面有兩個噴射口，可以將液態(tài)金屬在惰性氣氛中霧化，形成20μm~50μm顆粒噴射流，在半固態(tài)時高速沉積到收集器上凝固，形成致密錠坯。”張豪說，通過噴射成形技術成型的合金，凝固速度是半連續(xù)鑄造的1000倍，合金組織精細一個數(shù)量級，綜合性能大幅度提升，而且不受合金含量限制，可生產(chǎn)任意配方、全規(guī)格的高性能合金材料。

    在此之前，江蘇豪然剛剛實現(xiàn)了噴射成形高硅鋁合金的產(chǎn)業(yè)化。據(jù)國內(nèi)材料行業(yè)專家講，我國高硅合金材料長期以來一直受到國外的技術封鎖和出口限制，但江蘇豪然通過其擁有的噴射成形技術及裝備率先實現(xiàn)了該類合金的生產(chǎn)，打破了國外封鎖。經(jīng)某研究所使用，材料的膨脹系數(shù)、熱導率、強度、氣密性及密度等性能指標均達到或超過國際同類產(chǎn)品水平，并驗證了該材料的機加工、焊接、表面處理等工藝性能，可滿足實際國內(nèi)應用需要。

    今年5月，為推進新材料在載人航天工程上的應用，國家成立了載人航天工程材料專家組，江蘇豪然噴射成形合金有限公司成為唯一入圍的民營企業(yè)，而張豪也成為了專家組內(nèi)的唯一一位民營企業(yè)專家。這對于江蘇豪然來說無疑是最大的肯定，更是國家給予技術創(chuàng)新企業(yè)的一個“大禮包”。

    在記者與張豪接觸的幾年間，江蘇豪然公司給記者的印象是一個始終堅持以技術為先的企業(yè)，愿意“敢為天下先”，不斷踐行著科技創(chuàng)新。但同時，又是一個開放共享的企業(yè)，與上海交通大學、中南大學、北京理工大學、哈爾濱工業(yè)大學、重慶大學等高校及科研院所建立了產(chǎn)學研合作。

    材料牌號的研發(fā)是一直以來我國材料行業(yè)的短板，長期仿制、跟隨國外高端材料發(fā)展的腳步將會一直受制于人、落后于人，不得不解決的時刻已經(jīng)來臨。

    實際上，江蘇豪然獨有的先進噴射成形裝備及技術，為我國擺脫長期在合金牌號開發(fā)領域仿制、跟隨的窘境困局，大量自主開發(fā)新型合金牌號提供了先進可靠的平臺和技術?？梢灶A想，未來屬于我國自主開發(fā)、自主命名的新型合金材料牌號會像雨后春筍般涌現(xiàn)，未來高端合金領域是中國的天下。

    目前，江蘇豪然不僅通過了ISO9001質(zhì)量體系認證和AS9100C航空質(zhì)量管理體系認證，還在起草制定行業(yè)標準《鋁合金噴射成形圓錠》基礎上，又通過了《噴射成形錠坯擠制的鋁合金擠壓型材、棒材和管材》《噴射成形錠坯鍛制的鋁合金鍛件》《熱等靜壓鋁硅合金板材》3個國家標準，逐漸構建起了新一代的合金標準體系。

    不再單打獨斗，實現(xiàn)行業(yè)整體大跨步向前推動才是方向。張豪對記者說：“目前技術窗口我們已經(jīng)打開，現(xiàn)在亟待材料的快速提檔。”

    張豪呼吁，為了保障國家對合金材料的戰(zhàn)略急需，為了提高我們在世界合金領域的行業(yè)地位和話語權，噴射成形行業(yè)需要有更多的國家支持和更多的專業(yè)人才加入，形成新型合金牌號研發(fā)、錠坯制備生產(chǎn)、熱加工處理工藝開發(fā)、產(chǎn)品性能標定和檢測技術等完整配套噴射成形產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和生態(tài)，共同推進這項事業(yè)，為國家振興和民族發(fā)展作貢獻。

    在江蘇豪然的會議室，記者還看到了許多獎章和資質(zhì)。被軍方納入“十三五”規(guī)劃，成為中國商飛、中航科技、中國運載火箭研究院、中國航天動力技術研究院、中國空間技術研究院、中國航天推進技術研究院等合格供應商及合作用戶，與中國航空工業(yè)制造院、中國鋁業(yè)簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，獲得2016年中國機械工業(yè)科學技術一等獎、中國產(chǎn)學研合作創(chuàng)新獎……

    目前，江蘇豪然已有的兩條鋁合金生產(chǎn)線和一條硅鋁電子封裝材料生產(chǎn)線已經(jīng)投入規(guī)模生產(chǎn)，正在建設合金鋼以及鋁鋰合金為代表的新型合金生產(chǎn)線，并已克服了連熔連噴技術瓶頸，實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)錠坯。鋁合金、硅鋁電子封裝材料及合金鋼的年產(chǎn)能分別達到2000噸、500噸和2500噸。噴射成形圓錠的規(guī)格達到Φ800mm，單個錠坯重量可以達到3噸。

    此外，通過運用噴射成形技術，江蘇豪然生產(chǎn)的具有國際領先水平的超高強度鋁合金（700MPa級、800MPa級）、鋁鋰合金（性能高于美鋁公司13%以上）、鋁硅電子封裝材料、高性能特鋼等已實現(xiàn)應用，為我國軍品輕量化、航空航天作出了顯著貢獻，填補了國內(nèi)空白。

    當前，江蘇豪然通過擁有的噴射成形自主工藝技術實現(xiàn)了融資2億元，并在建年產(chǎn)1萬噸的高性能噴射成形鋁合金、鋁鋰合金等生產(chǎn)線，提升圓錠直徑達1米，新建扁錠生產(chǎn)線。一旦生產(chǎn)線投產(chǎn)，將會開辟我國材料行業(yè)一個嶄新的時代，助推新的合金應用時代的來臨。

    張豪下一步的愿望是希望我國能建成一條噴射成形完整產(chǎn)業(yè)鏈，為我國乃至世界噴射成形領域打開大門，對標國際，甚至超越國際。

    記者在張豪胸有成竹的眼神中看得出，江蘇豪然未來可期。