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征宙機械WPC精密夾頭亮相APEC技展會

發布時間：

2023-11-10 16:37

11月9日，由工業和信息化部、山東省人民政府共同主辦的第十二屆亞太經合組織（APEC）中小企業技術交流暨展覽會（下稱APEC技展會）在青島開幕。工業和信息化部副部長徐曉蘭、山東省副省長周立偉出席開幕式和主論壇并致辭。來自17個APEC成員經濟體和19個共建“一帶一路”國家的1621家企業參展參會。

在為期3天的“APEC時間”內，技展會緊緊圍繞“綠色發展數字賦能融通創新合作共贏”主題，以論壇、產業鏈活動、技展會展覽為媒介和平臺，全力展示中小企業新技術新成果，其中山東征宙機械股份有限公司（以下簡稱征宙機械）發布的WPC精密夾頭在第一天亮相便受到廣泛關注，德州市原常務副市長、一級巡視員劉長民，鑫巨半導體首席技術官 MARCUS LANG，南非客戶M女士與眾多參展企業共同見證了這一時刻。

2023年6月，我國科技領域一項卡脖子技術“微細球形粉末噴丸技術（WPC）”就在征宙機械實現小批量推廣應用。這次展出的噴丸系列產品標志著微球噴丸技術在經過多年研發之后實現了產業場景的落地，必將對我國金屬表面處理行業產生革命性影響。

作為中國機床附件行業龍頭企業，征宙機械一直致力于技術創新和產品研發，例如此次參展的彈簧夾頭，除了驚艷的WPC技術外，對刀具的高同心度夾持，給予機床刀具更長的壽命，有效改善工件的抗疲勞強度，且精度跳動小于5µm。夾持直徑范圍從直接1毫米到36毫米多種型號。正是憑借不斷的技術和質量的積累，征宙機械贏得了國內外客戶的信賴，產品出口美國、德國、丹麥、瑞士、南非等50多個國家和地區，成為全球著名工具商的長期合作伙伴。

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，大大增強工件表面抗疲勞能力。

疲勞、磨損、腐蝕，是世界公認的機械工程制造三大難題。

所謂疲勞，是指材料在循環應力和應變作用下，在一處或幾處逐漸產生局部永久性累積損傷，經一定循環次數產生裂紋或突然發生完全斷裂的過程。通俗講，好比一根鐵絲，經過反復折彎后，就會發燙，直至斷裂，這就是疲勞所致。

“疲勞”問題的發展，最早可追溯到1830年，雖歷經近兩百年的研究探索，時至今日，“疲勞失效”問題仍位居三大難題之首。因為磨損可以通過預警提前預防，腐蝕可以通過修整、防護延長壽命，而疲勞則是在沒有任何征兆情況下突然斷裂，可謂防不勝防。

“成形”制造技術是世界第一代工程制造技術，已傳承百年，它追求的是“形位精密”，目標是向“近無缺陷”方向發展，但沒有解決疲勞問題，導致關鍵構件存在著壽命短、可靠性差和結構重等突出問題。

美國從1948年至1970年，舉全國之力，研究發明了第二代制造技術——“表面完整性”制造技術，這是一門“切削加工+疲勞學”的跨學科技術，通過構件表面強化，改善疲勞強度應力集中敏感，以延長產品壽命。這項技術使得西方在高端制造方面處于壟斷地位，但疲勞問題仍沒有解決，世界制造至今未升級轉型。

關鍵構件是高端制造的核心，主要包括傳動構件，如齒輪、軸承等；轉動構件，如葉片、輪盤等；以及主承力構件起落架、對接螺栓等。長期從事航空材料研究的趙振業院士認為，關鍵構件是設計、制造和材料三個技術體系的集成，其基本特性是：決定裝備主要功能，體現壽命與可靠性，失效釀成災難性后果，疲勞是主要失效模式。

軸承被稱為工業的“關節”。第二次世界大戰中，蘇、德兩軍進攻對方，轟炸目標都是對方軸承廠，可見軸承的重要性。高性能軸承和齒輪是機械系統中的關鍵構件，在直升機、航空發動機、賽車及其他精密機械領域中廣泛應用，其性能成為制約各種機械性能壽命和可靠性的重要因素。

二十世紀六十年代，美國把雙真空熔煉技術引入齒輪鋼，解決了傳動系統的關鍵難題，他們制造的航空主軸承壽命長達數千小時甚至上萬小時。為此，美西方5家公司在長達50多年時間里壟斷了全世界高端軸承80%的市場、航空和高鐵100%市場。當時，我國高性能齒輪軸承鋼技術十分落后，航空主軸承壽命不足200小時，嚴重制約了航空發動機、直升機等武器裝備和高端機械產品的發展。

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

國務院特貼專家、原濟南一機床總經理李明業認為，國內高品質微細球形金屬粉末及制粉設備主要依賴于進口，國產粉末質量較差和性能不穩定，主要原因主要是制粉設備和制粉工藝上不過關。微細球形金屬粉末廣泛應用于 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（MIM)、微球噴丸和汽車金屬漆等重點行業領域，市場需求量巨大，因此突破國內高品質微細球形金屬粉末和制粉設備有巨大的社會效益和經濟效益。

李明業表示，征宙機械致力于各種超精密加工關鍵零件的表面噴丸強化和拋光處理，從而提高關鍵零部件的疲勞壽命，賦能山東制造業轉型升級。目前正在與山東軌道交通、智能家電、海洋船舶、傳統化工等相關領域的龍頭企業開展技術交流。未來力爭將制造技術應用于航空航天、軍工裝備和核工業等軍用市場。另外，精密齒輪、軸承、連桿等，模具加工，汽車配件，海洋裝備和醫療器械等民用市場應用空間巨大。

早在2021年12月29日，國家在《“十四五”原材料工業發展規劃》中明確指出了微細球形金屬粉末屬于前沿材料和關鍵材料，并被《科技日報》列為制約我國科技發展的35項卡脖子技術第25項。

據中南大學博士、原三一重工材料所所長貢太敏介紹，超精密加工是現代尖端技術發展中不可或缺技術，超精密部件對材料表面性能提出了越來越高的要求，疲勞磨損與失效是導致精密設備嚴重故障的主要原因，而微球噴丸拋光處理作為機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，微球噴丸拋光技術可以在不改變尺寸精度的情況下，通過組織納米結晶化形成硬度很高的表面冷作硬化層，增強表面抗疲勞磨損性能，減少殘余應力，防止低溫脆性，提高工件機械性能，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部件、液壓氣動部件、精密沖壓模具、精密數據刀具等領域都有廣泛需求。