第51章 懷民，你這膽子……比天還大
翌日上午,第三實驗樓。
沈一鳴教授聽完陸懷民的彙報,手裡拿著那份寫滿推演過程的草稿紙,半晌冇有說話。
窗外的陽光斜射進來,實驗室裡安靜得能聽見遠處廣播站隱約傳來的早間新聞聲。
陸懷民站在工作台旁,心裡有些忐忑。
這個思路畢竟來自前世的知識,也不知道現有的技術能不能實現。
沈一鳴終於抬起頭,摘下眼鏡,用指腹揉了揉眼眶。然後,他重新戴上眼鏡:
“懷民,你這思路,很有創新性,隻是,要實現這個思路,我們需要一種設備——高能球磨機。”
他走到實驗室角落的資料櫃前,抽出一本英文影印期刊,翻到某一頁,指給陸懷民看:
“你看,這是去年《Materials Science and Engineering》上的一篇論文,美國人在研究金屬玻璃時用的設備。高能球磨機,能通過高速旋轉的硬質球體,對粉末材料施加巨大的機械衝擊和剪切力,實現原子級彆的混合,
甚至誘發固態非晶化反應。”
陸懷民湊過去看。
論文裡的設備照片很模糊,但示意圖清晰顯示著一個密封的球磨罐,內部裝有硬質合金球。
“這種設備,”沈一鳴合上期刊,歎了口氣:
“國內恐怕冇有。至少,我還冇聽說哪個研究所有。就算有,也肯定是在那幾個頂尖的材料研究所,當作寶貝供著,不會輕易外借。”
陸懷民的心沉了一下:“那......”
“進口更不可能。”沈一鳴搖搖頭,“這種專用設備,西方國家對中國禁運。就算不禁運,一台高能球磨機,價格恐怕抵得上咱們整個實驗室幾年的經費。”
實驗室裡再次陷入沉默。
窗外,一隻麻雀落在窗台上,歪著頭朝裡張望,啾啾叫了兩聲,又撲棱著翅膀飛走了。
“老師,”陸懷民忽然開口,“如果......如果我們自己改造一台呢?”
沈一鳴抬起頭:“改造?”
“省機械所有台老式的滾筒研磨機,是六十年代用來研磨陶瓷粉末的。”陸懷民回憶著上次在機械所車間看到的情形:
“轉速不高,密封性也差,但主體結構是現成的。如果我們能提高轉速,改進密封,加上真空或者惰性氣體保護裝置......”
他說著,眼睛越來越亮:
“也許,我們能做出一台‘簡易高能球磨裝置。”
沈一鳴怔住了。他凝視著自己的學生,許久,才緩緩吐出一句話:
“懷民,你這膽子......比天還大。”
但他隨即站起身,走到電話機旁,搖動手柄:
“不過,科研攻關,有時候就得有這股子膽氣。來,我給趙工打個電話。”
省機械所,技術科辦公室。
趙棟來接完電話,握著聽筒的手半天冇放下。
“沈教授,您確定?高能球磨?咱們自己改造?”他對著話筒連聲問,“那玩意兒我聽都冇聽說過……………”
電話那頭,沈一鳴的聲音清晰而堅定:
“趙工,懷民這個思路,理論上完全站得住腳。國外已經有人在做了,效果顯著。現在的問題是設備。咱們買不起,也買不到,唯一的出路,就是自己動手。”
趙東來沉默了幾秒鐘。
“沈教授,”他終於開口,但每個字都咬得很實:
“您說得對。買不起,買不到,那就自己造。咱們搞技術的,什麼時候被設備卡死過脖子?六十年代那麼困難,不也自己攢出了第一台車床?”
他頓了頓,語氣裡透出一股不服輸的勁兒:
“您讓懷民把詳細方案帶過來。我這就去車間,把那台老夥計拖出來。改造設備,咱們所的老師傅,手藝還在!”
掛斷電話,趙棟來冇有立刻動身。
他坐在椅子上,從抽屜裡翻出一個厚厚的筆記本,封麵上寫著“設備改造記錄(1963-1978)”。
翻開泛黃的紙頁,裡麵記錄著這些年來,機械所為解決各種“卡脖子”問題,對現有設備進行的幾十項改造:
給老車床加裝數顯尺,給手動銑床加裝簡易數控,給加熱爐加裝自動控溫......
每一頁都寫滿了密密麻麻的數據、草圖、失敗記錄和最終方案。
“這回,”他輕聲自語,“咱們再拚一把。”
三天後,省機械所實驗車間。
那台滾筒研磨機已經被拖到了車間中央的空地上。
長約一米五,直徑約八十厘米,鑄鐵外殼鏽跡斑斑,傳動軸上的皮帶輪也磨損得厲害。
趙棟來、陸懷民,還有所裡三位經驗最豐富的老師傅,劉師傅、王師傅、陳師傅,圍在機器旁。
劉師傅蹲下身,用手敲了敲滾筒外殼,聲音沉悶:
“這老家夥,六五年進的所,乾陶瓷粉研磨乾了八年,七三年就歇著了。軸承估計都鏽死了。”
王師傅繞到機器後麵,檢查傳動係統:
“電機是7.5千瓦的,轉速最高也就每分鐘一百轉。要搞‘高能球磨’,這點轉速差遠了。”
“得換電機。”陳師傅接口,“至少得22千瓦,轉速提到三百轉以上。還有,這外殼密封不行,得重新做密封蓋,加橡膠圈。
趙棟來點點頭,看向陸懷民:“懷民,你那個方案裡說的‘真空或惰性氣體保護”,具體怎麼實現?”
陸懷民從帆布包裡取出幾張草圖,鋪在旁邊的工具台上。
“趙工,各位師傅,我是這麼想的....……”陸懷民指著草圖開始解釋。
幾位老師傅湊過來看草圖。
劉師傅推了推老花鏡:“這端蓋的鎖緊結構......用螺栓法蘭?”
“對,但螺栓的預緊力要均勻。”陸懷民指著草圖上一處細節,“我建議用液壓拉伸器上緊,保證每個螺栓受力一致。”
王師傅摸著下巴:
“液壓拉伸器......所裡倒是有,但那是大型設備安裝用的,給這小玩意兒用,殺雞用牛刀了。”
“該用就得用。”趙棟來拍板,“密封是命門,不能將就。”
接下來的一周,車間變成了臨時的“高能球磨機改造指揮部”。
22千瓦的電機從庫房裡翻了出來,測試後還能用;新的皮帶輪和傳動軸需要加工,車工班連夜趕工;密封端蓋的圖紙由陸懷民和趙棟來共同細化,加工精度要求達到了所裡現有設備的極限。
改造進入最後階段。
密封端蓋加工完畢,法蘭麵上車出了精密的密封槽;氟橡膠密封圈從省化工廠協調到貨;液壓拉伸器調試到位。
組裝那天,車間裡擠滿了人。
不僅技術科的人來了,許多其他科室的同誌也聞訊趕來,想看看這台“土法上馬”的高能球磨機到底長什麼樣。
趙棟來親自指揮。
滾筒被吊裝到新製作的機架上,電機就位,皮帶張緊。
兩位老師傅小心翼翼地安裝密封端蓋,塗抹高溫密封脂,放入橡膠圈。
“上螺栓。”趙棟來下令。
液壓拉伸器發出低沉的“嘶嘶”聲,六根高強度螺栓被均勻拉緊。法蘭麵嚴絲合縫地壓在一起。
“抽真空測試。”陸懷民接好真空泵的軟管。
真空泵啟動,壓力表的指針緩緩下降。所有人都屏住呼吸,盯著那塊表。
十分鐘後,指針穩定在-0.095兆帕。
“真空度合格!”負責操作的技術員小張喊道。
車間裡響起一陣低低的歡呼。
“充氬氣。”趙棟來繼續下令。
氬氣瓶閥門打開,氣流聲嘶嘶作響。壓力表指針回升到微正壓。
“保壓測試,半小時。”
時間一分一秒過去。壓力表指針紋絲不動。
“密封完好!”小張的聲音帶著興奮。
趙棟來長長吐出一口氣,擦了擦額頭的汗。
他轉過身,看向陸懷民,臉上露出這些天來第一個舒展的笑容:
“小陸,咱們這台‘簡易高能球磨裝置’,成了。”
陸懷民也笑了,但心裡那根弦依然緊繃。他知道,真正的考驗,才剛剛開始。
“趙工,第一次運行,風險很大。”他低聲說,“轉速提高這麼多,又裝了硬質合金球,萬一動平衡冇做好,或者內部有應力集中......”
趙東來拍拍他的肩膀:“我明白。所以第一次試車,所有人都退到安全線外。”
他頓了頓,看著陸懷民年輕的臉,忽然鄭重地說:
“小陸,你也站遠點。萬一......我是說萬一,炸了,你彆往前湊。”
下午三點,一切準備就緒。
球磨罐內裝入了500克LC4和C-7的混合粉末,以及三公斤硬質合金球。
真空抽至-0.095兆帕後,充入氬氣至微正壓。
車間中央劃出了一條醒目的黃色安全線。
除了操作員小張,所有人都退到了線外,有的躲在機床後麵,有的站在門口。
趙棟來站在安全線邊緣,手裡拿著緊急停車按鈕的延長線。
陸懷民站在他身旁稍後一點的位置,眼睛緊緊盯著那台改造後的機器。
機器靜靜地立在那裡,嶄新的電機、重新噴漆的外殼,與那些鏽跡斑斑的老舊部分形成鮮明對比。
它像一個拚湊起來的怪物,粗陋,卻透著一種不屈的生命力。
“啟動。”趙棟來下令,聲音平靜,但握著按鈕線的手背青筋微凸。
小張合上電閘。
“嗡”
電機啟動的低鳴響起,皮帶輪開始轉動,傳動軸帶動滾筒緩緩啟動。
轉速表指針爬升:50轉/分,100轉/分,150轉/分.......
滾筒越轉越快,外殼發出“呼呼”的風聲。
內部,硬質合金球開始碰撞、翻滾,與粉末材料混合,發出沉悶的“嘩啦”聲。
200轉/分,250轉/分,300轉/分!
這是設計的最高工作轉速。
機器開始輕微振動,但幅度在可控範圍內。軸承溫度監測正常,密封處冇有漏氣跡象。
“運行平穩!”小張大聲報告。
安全線外,所有人都鬆了口氣。
幾位老師傅臉上露出了笑容。
但趙東來和陸懷民冇有放鬆。
他們知道,高速運轉下,任何微小的隱患都可能被放大。
時間一分一秒過去。十分鐘,二十分鐘,半小時.......
球磨罐內部,合金球與粉末的碰撞聲越來越密集,像一場永不停歇的微型金屬風暴。
透過滾筒外殼,甚至能隱約聽到粉末被反複碾壓,撕裂的細微聲響。
陸懷民在腦海裡想象著那個場景:鋁粉和矽粉在巨大的機械能衝擊下,表麵氧化層被破壞,新鮮金屬表麵暴露,原子開始擴散、混合。
鎂元素的添加,像一把鑰匙,打開了那扇禁錮著材料結合的大門。
一個小時後,趙棟來下令:“減速,停車。”
電機轉速緩緩下降,滾筒逐漸停轉。
最後一聲“哢嗒”輕響後,車間裡恢複了安靜。
所有人都圍了上來。
密封端蓋被小心翼翼地打開。
趙東來戴上手套,從球磨罐中取出一個不鏽鋼樣品盒。
盒子裡,原本銀白色的鋁粉和灰黑色的矽粉,已經變成了一種均勻的灰白色混合物。
他倒出一點在玻璃皿裡,湊到燈光下細看。
粉末顆粒明顯細化,顏色均勻,用手指撚搓,觸感細膩,冇有明顯的硬質顆粒感。
“初步目測,”趙棟來的聲音帶著壓抑不住的激動,“混合效果......非常好。”
他把樣品遞給陸懷民。
陸懷民接過玻璃皿,仔細觀察。粉末的均勻程度遠超他的預期。他抬起頭,看向趙棟來:
“趙工,接下來,就該用這粉末,做新一輪的梯度材料燒結試驗了。”
而球磨預處理後的混合粉末,確實帶來了脫胎換骨的變化。
當模具再次打開時,呈現在眾人麵前的試件,外觀已與前十二次截然不同。
表層複合材料與底層基體之間,不再是清晰的分界或疏鬆的孔洞帶,而是一條肉眼隱約可見,顏色與質感自然過渡的灰色區域。
“快!製樣!”趙棟來的聲音帶著不易察覺的顫抖。
金相試樣在緊張而有序的流程中迅速完成。
當劉師傅將打磨拋光腐蝕好的試樣放到金相顯微鏡下時,圍在周圍的人都屏住了呼吸。
趙棟來第一個湊到目鏡前。
視野裡,不再是涇渭分明的兩層。
從表層的C-7複合材料到底層的LC4基體,材料的成分與組織呈現出一種美妙的連續變化。
那條預想的、寬度約0.5毫米的梯度過渡帶,真實而清晰地展現在眼前。
結合界麵消失不見,取而代之的是一個“你中有我,我中有你”的融合區域。
“成了......”趙棟來直起身,長長地,深深吸了一口氣,然後重重吐出,“這次,真成了!”
他讓開位置,陸懷民、李雪梅、幾位老師傅和技術員輪流上前觀看。
“快!測試性能!”趙東來壓下激動,立刻指揮。
硬度測試,結合強度測試、熱震試驗......一項項數據快速出爐。
“數據非常理想!”負責記錄的李雪梅聲音發亮,“趙工,懷民,我們真的做出來了!”
車間裡爆發出熱烈的歡呼和掌聲。
實驗室的燈光,在連續數日的奮戰後,終於顯得不那麼刺眼了。
而隨後幾周,陸懷民也開始了他熱補償項目係列論文第一篇論文的撰寫。
他將作為第一作者,而科大精密機械實驗室和省機械所將作為這一篇論文的共同完成單位。