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征宙機(jī)械WPC精密夾頭亮相APEC技展會(huì)

發(fā)布時(shí)間：

2023-11-10 16:37

11月9日，由工業(yè)和信息化部、山東省人民政府共同主辦的第十二屆亞太經(jīng)合組織（APEC）中小企業(yè)技術(shù)交流暨展覽會(huì)（下稱APEC技展會(huì)）在青島開(kāi)幕。工業(yè)和信息化部副部長(zhǎng)徐曉蘭、山東省副省長(zhǎng)周立偉出席開(kāi)幕式和主論壇并致辭。來(lái)自17個(gè)APEC成員經(jīng)濟(jì)體和19個(gè)共建“一帶一路”國(guó)家的1621家企業(yè)參展參會(huì)。

在為期3天的“APEC時(shí)間”內(nèi)，技展會(huì)緊緊圍繞“綠色發(fā)展數(shù)字賦能融通創(chuàng)新合作共贏”主題，以論壇、產(chǎn)業(yè)鏈活動(dòng)、技展會(huì)展覽為媒介和平臺(tái)，全力展示中小企業(yè)新技術(shù)新成果，其中山東征宙機(jī)械股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱征宙機(jī)械）發(fā)布的WPC精密夾頭在第一天亮相便受到廣泛關(guān)注，德州市原常務(wù)副市長(zhǎng)、一級(jí)巡視員劉長(zhǎng)民，鑫巨半導(dǎo)體首席技術(shù)官 MARCUS LANG，南非客戶M女士與眾多參展企業(yè)共同見(jiàn)證了這一時(shí)刻。

2023年6月，我國(guó)科技領(lǐng)域一項(xiàng)卡脖子技術(shù)“微細(xì)球形粉末噴丸技術(shù)（WPC）”就在征宙機(jī)械實(shí)現(xiàn)小批量推廣應(yīng)用。這次展出的噴丸系列產(chǎn)品標(biāo)志著微球噴丸技術(shù)在經(jīng)過(guò)多年研發(fā)之后實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)場(chǎng)景的落地，必將對(duì)我國(guó)金屬表面處理行業(yè)產(chǎn)生革命性影響。

作為中國(guó)機(jī)床附件行業(yè)龍頭企業(yè)，征宙機(jī)械一直致力于技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)，例如此次參展的彈簧夾頭，除了驚艷的WPC技術(shù)外，對(duì)刀具的高同心度夾持，給予機(jī)床刀具更長(zhǎng)的壽命，有效改善工件的抗疲勞強(qiáng)度，且精度跳動(dòng)小于5µm。夾持直徑范圍從直接1毫米到36毫米多種型號(hào)。正是憑借不斷的技術(shù)和質(zhì)量的積累，征宙機(jī)械贏得了國(guó)內(nèi)外客戶的信賴，產(chǎn)品出口美國(guó)、德國(guó)、丹麥、瑞士、南非等50多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，成為全球著名工具商的長(zhǎng)期合作伙伴。

所謂微球噴丸就是采用壓縮空氣將微粒子球丸加速到很高速度后沖擊被處理材料的表面，在不改變尺寸精度的前提下，大大增強(qiáng)工件表面抗疲勞能力。

疲勞、磨損、腐蝕，是世界公認(rèn)的機(jī)械工程制造三大難題。

所謂疲勞，是指材料在循環(huán)應(yīng)力和應(yīng)變作用下，在一處或幾處逐漸產(chǎn)生局部永久性累積損傷，經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的過(guò)程。通俗講，好比一根鐵絲，經(jīng)過(guò)反復(fù)折彎后，就會(huì)發(fā)燙，直至斷裂，這就是疲勞所致。

“疲勞”問(wèn)題的發(fā)展，最早可追溯到1830年，雖歷經(jīng)近兩百年的研究探索，時(shí)至今日，“疲勞失效”問(wèn)題仍位居三大難題之首。因?yàn)槟p可以通過(guò)預(yù)警提前預(yù)防，腐蝕可以通過(guò)修整、防護(hù)延長(zhǎng)壽命，而疲勞則是在沒(méi)有任何征兆情況下突然斷裂，可謂防不勝防。

“成形”制造技術(shù)是世界第一代工程制造技術(shù)，已傳承百年，它追求的是“形位精密”，目標(biāo)是向“近無(wú)缺陷”方向發(fā)展，但沒(méi)有解決疲勞問(wèn)題，導(dǎo)致關(guān)鍵構(gòu)件存在著壽命短、可靠性差和結(jié)構(gòu)重等突出問(wèn)題。

美國(guó)從1948年至1970年，舉全國(guó)之力，研究發(fā)明了第二代制造技術(shù)——“表面完整性”制造技術(shù)，這是一門“切削加工+疲勞學(xué)”的跨學(xué)科技術(shù)，通過(guò)構(gòu)件表面強(qiáng)化，改善疲勞強(qiáng)度應(yīng)力集中敏感，以延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命。這項(xiàng)技術(shù)使得西方在高端制造方面處于壟斷地位，但疲勞問(wèn)題仍沒(méi)有解決，世界制造至今未升級(jí)轉(zhuǎn)型。

關(guān)鍵構(gòu)件是高端制造的核心，主要包括傳動(dòng)構(gòu)件，如齒輪、軸承等；轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件，如葉片、輪盤(pán)等；以及主承力構(gòu)件起落架、對(duì)接螺栓等。長(zhǎng)期從事航空材料研究的趙振業(yè)院士認(rèn)為，關(guān)鍵構(gòu)件是設(shè)計(jì)、制造和材料三個(gè)技術(shù)體系的集成，其基本特性是：決定裝備主要功能，體現(xiàn)壽命與可靠性，失效釀成災(zāi)難性后果，疲勞是主要失效模式。

軸承被稱為工業(yè)的“關(guān)節(jié)”。第二次世界大戰(zhàn)中，蘇、德兩軍進(jìn)攻對(duì)方，轟炸目標(biāo)都是對(duì)方軸承廠，可見(jiàn)軸承的重要性。高性能軸承和齒輪是機(jī)械系統(tǒng)中的關(guān)鍵構(gòu)件，在直升機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、賽車及其他精密機(jī)械領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，其性能成為制約各種機(jī)械性能壽命和可靠性的重要因素。

二十世紀(jì)六十年代，美國(guó)把雙真空熔煉技術(shù)引入齒輪鋼，解決了傳動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵難題，他們制造的航空主軸承壽命長(zhǎng)達(dá)數(shù)千小時(shí)甚至上萬(wàn)小時(shí)。為此，美西方5家公司在長(zhǎng)達(dá)50多年時(shí)間里壟斷了全世界高端軸承80%的市場(chǎng)、航空和高鐵100%市場(chǎng)。當(dāng)時(shí)，我國(guó)高性能齒輪軸承鋼技術(shù)十分落后，航空主軸承壽命不足200小時(shí)，嚴(yán)重制約了航空發(fā)動(dòng)機(jī)、直升機(jī)等武器裝備和高端機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展。

據(jù)機(jī)械專家徐輝博士介紹，征宙機(jī)械推出的新型高效、高質(zhì)、低成本和綠色的電弧微爆制備金屬粉末技術(shù)，可以較好地滿足增材制造、噴涂、涂料、粉末冶金和 MIM 等行業(yè)的需求。“金屬粉末產(chǎn)品具有粉末粒徑細(xì)小、粒度分布較窄、球形度高、流動(dòng)性好和松裝密度高等特點(diǎn)，且材料成分可用戶需求調(diào)整，含氧量低，能為用戶提供小批量、可定制和協(xié)同合作的解決方案。”徐輝博士表示。

國(guó)務(wù)院特貼專家、原濟(jì)南一機(jī)床總經(jīng)理李明業(yè)認(rèn)為，國(guó)內(nèi)高品質(zhì)微細(xì)球形金屬粉末及制粉設(shè)備主要依賴于進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)粉末質(zhì)量較差和性能不穩(wěn)定，主要原因主要是制粉設(shè)備和制粉工藝上不過(guò)關(guān)。微細(xì)球形金屬粉末廣泛應(yīng)用于 3D 打印、激光熔覆、等離子熔覆、藥芯焊絲、熱噴涂、冷噴涂、粉末冶金、金屬粉末注射成型技術(shù)（MIM)、微球噴丸和汽車金屬漆等重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域，市場(chǎng)需求量巨大，因此突破國(guó)內(nèi)高品質(zhì)微細(xì)球形金屬粉末和制粉設(shè)備有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

李明業(yè)表示，征宙機(jī)械致力于各種超精密加工關(guān)鍵零件的表面噴丸強(qiáng)化和拋光處理，從而提高關(guān)鍵零部件的疲勞壽命，賦能山東制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。目前正在與山東軌道交通、智能家電、海洋船舶、傳統(tǒng)化工等相關(guān)領(lǐng)域的龍頭企業(yè)開(kāi)展技術(shù)交流。未來(lái)力爭(zhēng)將制造技術(shù)應(yīng)用于航空航天、軍工裝備和核工業(yè)等軍用市場(chǎng)。另外，精密齒輪、軸承、連桿等，模具加工，汽車配件，海洋裝備和醫(yī)療器械等民用市場(chǎng)應(yīng)用空間巨大。

早在2021年12月29日，國(guó)家在《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確指出了微細(xì)球形金屬粉末屬于前沿材料和關(guān)鍵材料，并被《科技日?qǐng)?bào)》列為制約我國(guó)科技發(fā)展的35項(xiàng)卡脖子技術(shù)第25項(xiàng)。

據(jù)中南大學(xué)博士、原三一重工材料所所長(zhǎng)貢太敏介紹，超精密加工是現(xiàn)代尖端技術(shù)發(fā)展中不可或缺技術(shù)，超精密部件對(duì)材料表面性能提出了越來(lái)越高的要求，疲勞磨損與失效是導(dǎo)致精密設(shè)備嚴(yán)重故障的主要原因，而微球噴丸拋光處理作為機(jī)加工成形的最后一道工序，能很好彌合超精密加工許多不足。他指出，微球噴丸拋光技術(shù)可以在不改變尺寸精度的情況下，通過(guò)組織納米結(jié)晶化形成硬度很高的表面冷作硬化層，增強(qiáng)表面抗疲勞磨損性能，減少殘余應(yīng)力，防止低溫脆性，提高工件機(jī)械性能，改善部件表面粗糙度和表面形貌，從而形成工件高硬度、高密度、高球形、高韌性、高耐磨性。在軍工裝備精密傳動(dòng)部件、液壓氣動(dòng)部件、精密沖壓模具、精密數(shù)據(jù)刀具等領(lǐng)域都有廣泛需求。