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突破钛合金粉末冶金关键技术的“幕后英雄”

2018年07月10日 15:40  中国科学报  本站  人气:351

  ——记中科院“新时代科技报国”优秀共产党员徐磊

  严谨求实、兢兢业业、勇于创新……这是中国科学院金属研究所研究员徐磊的真实写照。

  徐磊不仅是一线岗位的科研人员,还是一名优秀的共产党员,带领团队突破多项技术瓶颈,主持完成了多项科研攻关任务,在钛合金粉末冶金研究领域作出了一系列原创性成果。

  日前,徐磊荣获中科院“新时代科技报国”优秀共产党员荣誉称号。

  坚定党员理想信念

  作为一名共产党员,徐磊时刻以党员的标准严格要求自己,在政治理论学习、科技攻关、联系群众和遵纪守法等方面都很好地发挥了共产党员的先锋模范作用,以饱满的工作热情、扎实的工作作风、优异的工作成绩,在广大职工当中口碑良好。

  徐磊告诉《中国科学报》记者:“去年我参加了中科院沈阳分院在革命圣地井冈山组织的青年干部培训班后,更加坚定了我做合格共产党员的理想和信念。”在与同事相处时,徐磊总是以“与人为善”的心态对待每一个人,把党组织的温暖通过自己传输给团队中的每位同事。他总说:“每一个人背后都是一个幸福的家庭,个人思想进步了、态度积极了,背后的家庭才能稳定和幸福。”在参加组织活动时,徐磊始终积极主动,不计得失,让“党员”这一光荣称号在自己身上闪耀发光。

  助力“长五”成功首飞

  徐磊长期从事钛合金粉末冶金合金研制和近净成形产品的研发工作,在日常工作中他重视发挥党员先锋模范作用,通过不懈努力成功突破粉末冶金氢泵叶轮关键技术,为“长五”成功首飞作出重要贡献。

  Ti-5Al-2.5Sn ELI氢泵叶轮,是我国在研的探月工程二期和未来空间站和登月计划所必需的大推力运载火箭用液氢液氧发动机燃料增压的关键部件。“铸造叶轮因含铸造缺陷,高速运转时事故频发,粉末冶金近净成形技术(国外又称作粉末铸造,是精密铸造的升级版)因此成为发展趋势,并已在美欧获得应用。”徐磊告诉记者,“在我国该技术此前为空白,严重制约了我国航天工程型号的研制进展。”

  2009年4月,粉末叶轮国家重大项目正式立项,金属所在竞争中因技术方案优势胜出。徐磊作为近净成形技术负责人,从2009年起针对粉末叶轮研制任务,攻克了三项关键技术。

  徐磊解释,首先,我们通过提高原料粉末洁净度和优化不同尺寸粉末匹配,获得了优异的力学性能,为确保叶轮性能可靠性奠定了坚实的材料性能基础。随后,我们通过研究钛合金粉末热等静压致密化机理,发展了近净成形构件精确尺寸预测与控制技术,使叶形尺寸一致性从偏差大于20%提高到小于5%,首次达到应用要求的技术指标。最后,我们在产品的试制、工艺固化稳定、小批量生产的过程中不断研制、改进完善、优化设计最终建立了一整套粉末预处理与近净成形装置,研发了相关技术,首次形成了氢泵叶轮制造的研发与小批量生产能力。

  2016年11月3日,随着“长征五号”的完美首飞,金属所提供的叶轮产品成为我国首件通过火箭发动机飞行考核的钛合金粉末冶金转动件,标志我国全面突破了粉末冶金氢泵叶轮的关键技术。该技术还将用于后续空间站和登月计划所需的更大推力发动机,应用前景广阔。

  “今后十年时间中,我们还将会有很多机会承接更多的大运载专项关键部件的研制任务,通过历练也将在国内竞争中更具技术优势。”徐磊说。

  2017年4月,经中央批准,人力资源社会保障部、工业和信息化部、国防科工局、国资委、中央军委政治工作部决定,授予全国40家单位“长征五号运载火箭首次飞行任务突出贡献单位”荣誉称号,授予全国259名同志“长征五号运载火箭首次飞行任务突出贡献者”荣誉称号。

  其中,金属所轻质高强合金部件研制团队获“长征五号运载火箭首次飞行任务突出贡献单位”荣誉称号,成为中科院唯一获此荣誉单位,徐磊获“长征五号运载火箭首次飞行任务突出贡献者”荣誉称号。

  作为我国航天领域首件应用的钛合金粉末冶金转动件,徐磊负责的氢泵叶轮的成功研制,标志着金属所拓展了钛合金粉末冶金学科方向,并在国内占据绝对优势地位,为该技术在其他行业推广应用和人才培养提供了良好条件。

  推广粉末成形技术

  在徐磊领导的科研团队里,成员70%以上都是党员,且团队中有博士学位的事业编制人员均为党员,是一支名副其实的以党员为骨干引领的科研团队。

  徐磊在工作中时常教育团队中的党员:“要有吃苦在先、享乐在后的精神,要比普通群众多出份力,用重大成果产出助力国家科技事业更好、更快发展。”

  在徐磊的领导下,该团队先后承担国家部委的多项重大研究项目。“十二五”期间,团队通过不断技术攻关,具备了良好的Ti-Al系金属间化合物研制基础,并突破了一系列关于脆性材料粉末成形关键技术。团队完成了粉末冶金Ti2AlNb低压涡轮导向器组件的研制,攻克了精确尺寸控制、性能一致性控制等工艺难题,交付低压涡轮导向器组件数套。团队在世界上首次将该技术应用于航空发动机。

  2015年,徐磊团队开始研制我国新一代运载火箭涡轮泵单元的关键部件,包括叶轮等十几种产品,配套型号多种,材料品种包括钛合金和高温合金。此外,徐磊团队还自主研发了钛合金粉末冶金近净成形技术,并开发了相关专用设备,建成了钛合金粉末冶金复杂构件产品研发和小批量生产平台,是国内率先实现钛合金粉末冶金热等静压技术工程应用的单位之一。

  金属所以徐磊为首的研制团队已经成为我国航天发动机粉末冶金成套产品的唯一研制团队,该团队还在民用领域进行新的探索。

  徐磊告诉记者:“2014年前后,我们团队与美国通用汽车公司合作过一个项目——粉末冶金钛铝合金汽车连轴杆,还与空客公司合作完成了精益粉末和丝材的增材制造项目。”

  目前,国内粉末冶金技术发展刚刚起步,用户和设计单位逐渐认识到这种新工艺的特点和优点。徐磊还指出:“当前,粉末冶金近净成形技术发展的瓶颈是缺乏系统专业的模具设计和致密化模拟预测团队,对精确尺寸的预测往往依靠经验,造成效率相对低下,成本较高。整体来看,因技术有良好的推广应用前景,这些难点和技术瓶颈都有望在未来得到突破。”

(完)
 
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