汤渺摇摇头:“没有。三个月前我就向工业部打了报告,申请研制或进口。部里的回复是先列入计划,排队等待。具体什么时候能批下来?不知道。”
他走到窗前,背对着吕辰,声音有些发闷:“没有设备,我们就自己改造,拆了一台旧的热压炉,加装氮气循环系统,重新设计加热元件和隔热层。可改造出来的炉子,温度最高只能到1600多度,压力也上不去。烧出来的球,要么有残留气孔,要么开裂变形。”
吕辰看着手中那颗看似完美的陶瓷球:“加工呢?烧结后的陶瓷球,硬度应该接近金刚石了吧?”
“接近。”汤渺一脸苦笑,“硬度达到HRA92以上,只能用金刚石砂轮研磨抛光。我们申请进口一批金刚石砂轮,报告打上去,石沉大海。现在用的是国产普通金刚石砂轮,磨削效率低,损耗快,加工一颗球的成本高得吓人。”
他在白板上写下另一个数字:“而且磨球机的精度不够。轴承球的圆度要求是0.1微米,表面粗糙度Ra要小于0.01微米。我们的设倍,最好的状态也只能做到圆度0.5微米,粗糙度0.05微米。差了一个数量级。”
吕辰深吸一口气:“汤教授,实验数据怎么样?性能测试做了吗?”
提到这个,汤渺眼中总算有了一点光。
“做了。”他走到文件柜前,抽出一沓厚厚的测试报告,“大庆油田支援了一台高速主轴试验机,我们又找机修车间做了几个模拟工况的实验台。初步测试结果显示,氮化硅陶瓷轴承在高速下的温升比钢轴承低30%,极限转速能提高50%以上。在润滑不良的情况下,陶瓷轴承的寿命是钢轴承的3到5倍。”
他翻到报告中的一页:“我们还测试了耐腐蚀性。把陶瓷球浸泡在浓盐酸、浓硫酸里72小时,表面几乎无变化。钢轴承在这种环境下,几个小时就锈穿了。”
“疲劳寿命呢?”吕辰追问。
“正在做。”汤渺说,“疲劳测试周期长,要连续运转几千个小时。但我们已经有了一批初步数据,在相同载荷下,陶瓷轴承的疲劳寿命预计能达到钢轴承的8到10倍。当然,这是理想样品的理论值。”
他合上报告,叹了口气:“性能是真好,前景是真广阔。可这产业化之路,也太难走了。”
吕辰沉思片刻,问:“成本估算过吗?”
“粗略估算过。”汤渺回到桌前,翻开笔记本,“从高纯粉体制备,到成型、烧结、精密加工,一颗直径10毫米的氮化硅陶瓷球,目前的成本大约是同等尺寸钢球的110倍。如果考虑不到30%成品率,实际成本还要更高。”
110倍!
性能再好,成本下不来,一切都无从谈起。
“除了氮化硅,我们还并行研究了氧化锆增韧氧化铝陶瓷。”汤渺继续说,“ZTA的成本低一些,粉体容易获得,烧结温度也低。但硬度和韧性比氮化硅差一个档次,适合一些低速、轻载的场景,可以作为低成本备选方案。”
他语气复杂:“小吕,你知道最让我难受的是什么吗?不是技术难,不是设备缺,是没人理解。”
汤渺用力揉了揉眉心。
“我给哈工大、给郑州三磨所、给硅酸盐所都发过合作邀请。郑州三磨所也在攻关金刚石砂轮,但是攻关目标完全达不到我们的要求,至谈陶瓷轴承,他们觉得这是‘无稽之谈’,有那功夫不如多生产点普通砂轮;硅酸盐所倒是感兴趣,可他们的资源全用在国家任务上,分不出人手。”
“就连工业部,对我们申请高温烧结炉的报告,也是不冷不热。”汤渺的声音里带着苦涩,“可能在他们看来,陶瓷轴承太超前了,不如多炼几炉钢实在。”
办公室里再次陷入沉默,窗外,军训的口号声隐约传来。
良久,吕辰开口:“汤教授,您觉得陶瓷轴承未来的应用场景在哪里?”
这个问题让汤渺精神一振。
“这可多了。”他的语气恢复了学者特有的条理性,“极端环境,如腐蚀性介质环境,深海、太空等特殊环境;高速领域,如机床主轴、高速电机、涡轮机械等;长寿命免维护需求,比如发电机、水泵等难以检修的工业设备;特殊工况 比如需要避免磁性干扰的精密仪器。”
他越说越激动:“小吕,你我都知道这不是天方夜谭。但是国内没有人理解支持我们啊,眼看着美日德等国家都在拼命研究,等别人技术成熟了,专利壁垒建起来了,我们再想追,就难了。”
吕辰完全同意汤渺的判断。
他想起前世,到了二十一世纪,高端陶瓷轴承几乎被日本、德国、瑞典几家公司垄断,价格高昂,国内许多高端装备不得不依赖进口。
“汤教授,我理解您的困境。”吕辰缓缓说,“但正因为难,才值得做。我有几个想法,您听听看。”
汤渺道:“你说。”
“关于研发模式。”吕辰说,“我建议还得成立一个跨单位的‘陶瓷轴承攻关联合体’,把相关单位全部拉进来。集中力量攻关最关键的技术节点,如高纯氮化硅粉体合成、大型等静压设备、高温烧结炉、精密加工技术等。”
汤渺苦笑:“这个想法我也有,但各单位都有自己的难处。”
吕辰点点头表示理解:“所以我们要换个思路,不是请求他们支援,而是给他们‘送项目’。”
“送项目?”
“对。汤教授,咱们现在不缺钱吧?暖气片、耐腐蚀罐体、特种构件,这些产品已经打开了市场,所里应该有充足的研发经费。”
汤渺点点头:“经费确实有,中心创收不少,按规定,我们可以留成30%作为研发基金,账上二三十万是有的。但这钱是国家的,我担心......”
他指了指窗外正在军训的工人:“这个丘书记虽然不是咱们所里的,但是有上面的支持,审查相当严格,万一说咱们乱花钱……”
吕辰笑了:“汤教授,您觉得丘书记是个什么样的人?”
“技术懂一点不多,拿着鸡毛当令箭,不近人情。”汤渺用词毫不客气。
吕辰摇了摇头:“不近人情倒是有,拿着鸡毛当令箭倒不至于。”
汤渺一愣。
吕辰继续说:“丘书记是从四机部来的,他不太懂技术是真的,但肯定懂什么是卡脖子。而且最重要的是,他知道自己不懂技术,所以绝对不会贸然干预。不仅如此,您如何给他看测试数据,讲国外的发展情况和咱们的困境。然后告诉他,我们需要经费支持兄弟单位,共同攻关。这不是乱花钱,这是在为国家的战略产业布局。”
他顿了顿:“我敢打赌,丘书记不仅不会反对,反而会全力支持。因为这件事,符合他最看重的原则,为国家战略服务。”
汤渺的眼睛渐渐亮了。
“还有一点,我觉得很重要。”吕辰特别建议,“标准。陶瓷轴承是一个全新领域,国内没有标准,国际上也没有成熟的标准体系。咱们要趁着现在起步早,把测试方法、性能指标、验收规范全都建立起来。等将来产业发展起来了,我们就是标准的制定者,先把话语权抢过来。”
汤渺教授点点头:“这个的确重要!我这就安排人手,系统测试不同工艺样品的性能,详细记录每批次的参数,形成中国第一本《陶瓷轴承工艺手册》!”
吕辰点点头,继续说:“至于市场开拓。不能等产品完美了再找市场,要一边研发一边找应用场景。”
他想了想:“咱们先从熟人下手,那些买了咱们耐腐蚀陶瓷罐体的化工厂、制药厂,他们一定有轴承腐蚀的问题。主动上门,提供样品试用,解决他们的痛点。”
“然后瞄准急需领域,比如机床主轴轴承,这是红星厂自己就需要的;比如航空发动机附件轴承、高速电机轴承,这些是‘卡脖子’的关键部件,容易争取国家专项经费。”
“等工艺成熟后,再向纺织机械、高速离心机等民用领域推广。量大面广,能摊薄研发成本。”
汤渺教授非常认可这个想法:“小吕,你说的对,咱们不能想着一步到位,应该小步快跑,迭代前进。”
顿了顿,汤渺教授道:“还有最后一个方向,你帮我分析有没有价值。”
“什么?”
“碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料。”唐渺教授缓缓说出这个名词。
吕辰愣住了,他没想到汤渺教授已经想到这么超前的研究:“汤教授,这个方向太有前途了。我认为,这才是未来超高速、超高温轴承的终极材料。氮化硅陶瓷再好,也有脆性大的问题。如果用碳化硅纤维进行增强,制备出复合材料,韧性可以大幅提升,性能会有质的飞跃。”
汤渺看着吕辰认真的表情,他知道,这不是玩笑。
他松了一口气:“既然连小吕你都这样说,那就是有前途,我们马上开始文献调研和前期探索。”
顿了顿,他又道:“这个丘书记,你确定不会……”
“汤教授,您放心吧,丘书记是严,不是坏。您要是还不放心,就去问问李厂长和刘教授,他们也是和我一样的判断。”吕辰觉得好笑。
这样说,汤教授才放心下来。
正事谈完,汤渺教授匆匆忙忙去了实验室。
吕辰无奈苦笑,跟着离开了。