一台超大噸位的全地面起重機猶如“擎天巨臂”,緩緩地吊起風電機組。此時,100多顆回轉支承連接螺栓是起重機安全可靠運轉的關鍵。每一顆螺栓需達到高抗拉強度、硬度的同時具備良好的韌性,而且同批次螺栓機械性能需均勻一致,這些都考驗産品性能。
在3年前,這種連接螺栓還主要依靠進口,國內産品無論是單顆螺栓的綜合機械性能還是每批螺栓的性能一致性,均與進口産品存在較大差距。湖南申億精密零部件股份有限公司在熱處理工藝、材料上反復試驗,終於在這一領域實現了突破。
包括螺栓等在內的各種緊固件,被稱為“工業之米”,廣泛應用於各類機械裝備,其中不少是大國重器。自主開發材料、採用一體成型工藝製造的穿體螺栓打破國外壟斷;自主開發成型模具、熱處理工藝的安全鎖銷,耐衝擊性能高於同類進口件……小小螺絲釘的一項項創新突破,為“擰緊”大國重器關鍵部位貢獻着力量。
位於湖南長沙雨花經開區的申億精密,是一家主要生産緊固件的國家級專精特新“小巨人”企業。申億的智慧工廠裏,“做大國重器上永不松動的螺絲釘”的標語非常醒目。
車間裏高達3.6米、長24米、寬14米的大尺寸冷鐓機“吃”進去一圈圈鋼材,每分鐘能“吐”出45個大號螺栓,這些螺栓將用於起重機、盾構機等大型工程機械。
工程機械作業工況複雜,不少承擔着大型橋梁、重要場館乃至核電站的施工任務。申億精密技術經理鐘澤宇説,一台工程機械設備使用的緊固件,少則幾千個、多則上萬個,其中一顆螺絲釘存在問題,就可能像“木桶原理”一樣,影響整&設備的運行。
如何確保緊固件的一致性、可靠性,成為製造環節的重中之重。近年來,申億精密通過持續的工藝變革、設備更新,不斷提升緊固件的製造水平。
申億智慧工廠生産負責人鄒賢軍介紹説,國內生産直徑24毫米以上的緊固件,一般採取“紅打”工藝,即加熱鋼材後再衝壓成型,表面會形成氧化皮,對精度造成不利影響。而且這個過程中需要多&設備反復裝夾,很容易累積誤差。
區別於傳統工藝,申億精密車間裏的大尺寸冷鐓機採用冷成型方式,在封閉空間裏“一條龍”完成剪斷、束桿、倒角、切邊、印製頭標等工序,加工的緊固件直徑最大達到42毫米。“以前5台機器、10個人的活,現在由1台機器、3個人就能‘搞定’,既高效又安全,産品的精度和一致性也大幅提升。”鄒賢軍説。
螺絲釘不僅要外表“毫釐不差”,還要“沒有內傷”,檢測是必不可少的環節。
在緊固件生産企業,過去産品檢測主要靠巡查和抽檢。申億精密董事長王凱波説,傳統方式存在許多不可控的地方,有可能錯過關鍵環節,抽檢也有概率問題。他記得有一次,抽檢發現一個緊固件存在異常,不得不對同批次的1.3萬多個産品進行檢測,非常折騰。
去年10月,申億新落成的智慧工廠,將數字化、智能化作為解決“痛點”的辦法。記者了解到,加工設備上安裝的壓力傳感器可以實現在線監測。在金屬材料擠壓變形過程中,壓力傳感器採集反饋的壓力數值,一旦數值異常,便立即停機並且發出警報。
王凱波告訴記者,借助智能化設備和軟體,産品檢測實現全覆蓋,在生産製造前端就把有缺陷的産品“攔截”,進一步提高了産品的一致性。
與此同時,申億精密還建立了“標準、檢測、認證”三位一體的機械設備及零部件檢測中心。自主研發的金相自動識別與分析系統,可以智能檢測鐵素體、奧氏體、滲碳體等常見的金屬內部組織結構,識別率達到95%以上,定量評級正確率優於99%,處於國內領先水平。
在鐘澤宇看來,螺絲釘是傳統工業品,從製造到檢測的“微創新”可能看似平平無奇,但到了使用的時候就顯現出精妙之處。
目前,申億精密擁有60多名研發技術人員,涉及産品設計、模具設計、工藝設計、檢驗檢測,還牽頭創建了湖南省機械基礎零部件創新中心。
在企業採訪時,研發人員透露了不少正在研發的新品。比如,挖掘機破碎錘用的緊固件,在劇烈振動的施工條件下需要兼顧高強度和高韌性,對材料、熱處理提出很高要求,産品通過了裝機驗證;有助於節能降耗的非調質鋼産業化項目已經打造出首批樣品。
如今,申億精密的緊固件不只用於工程機械,也開始進入風電、高鐵、商用車、乘用車等領域。王凱波説,企業正在構建涵蓋核心基礎零部件産品設計、生産、檢測與技術服務等全産業生態鏈,立志為工程機械、軌道交通及航空航天裝備等産業集群提供有力支撐。(記者 白田田 王宜玄 張莫)