江西寶順昌超合金股份有限公司新建成的智能車間內(nèi)，5000噸快鍛機正吞吐著鎳錠；在機械臂精準翻轉(zhuǎn)間，航空發(fā)動機環(huán)件毛坯漸顯雛形?？粗刂破辽咸鴦拥膲毫?shù)，公司副總經(jīng)理李春江告訴記者：“幾年前，公司連進口材料的檢測標準完整版都沒有，如今已能為大國重器配套核心材料?！?/p>
寶順昌位于江西省新余高新區(qū)，是一家專注鎳基合金、高溫合金等特種材料研發(fā)生產(chǎn)的國家級高新技術(shù)企業(yè)?！敖陙?，公司依靠自主創(chuàng)新，擁有真空感應(yīng)爐熔煉至鍛造加工的全流程生產(chǎn)線，成為高端裝備制造業(yè)關(guān)鍵性基礎(chǔ)材料的重要生產(chǎn)研發(fā)基地?！崩畲航f。
技術(shù)攻堅
走進寶順昌展廳，各種各樣的合金產(chǎn)品映入眼簾：應(yīng)用于超臨界電站鍋爐的耐高壓管材、核電設(shè)備的高性能鍛件、石化新能源設(shè)備的耐腐蝕部件……寶順昌副總工程師秦孝華指著其中兩塊合金材料介紹：“一個是打破國外壟斷的鎳基合金，另一個是攻克核心技術(shù)的核用特種不銹鋼材料，它們承載著高端制造的兩次關(guān)鍵跨越?！?/p>
創(chuàng)新突破需要深厚的技術(shù)積累。2021年夏天，某公司超深水項目遭遇材料困局?！皣夤?yīng)商提供的鎳基合金鍛件交貨周期長達12個月，但工程需嚴守時間節(jié)點，不能放慢進度，項目面臨3億多元違約風險?！鼻匦⑷A說，“項目部找到公司提出具體要求后，研發(fā)人員一頭扎進實驗室，用8個月時間攻克純凈熔煉技術(shù)，研發(fā)出屈服強度達450兆帕的國產(chǎn)鎳基合金，將深海流量計關(guān)鍵部件壽命提升3倍，打破國外在該材料領(lǐng)域的技術(shù)壟斷?！?/p>
記者在恒溫實驗室見到鎳基合金樣品：直徑28厘米的法蘭光潔如鏡，側(cè)面刻著追溯碼。經(jīng)電子顯微鏡放大千倍后，看到其表面晶粒均勻鋪展?！斑@是我們獨創(chuàng)的‘雙聯(lián)精煉’工藝結(jié)晶，有效提高了夾雜物水平，降低了鋼中氣體含量，有害元素總和僅為進口產(chǎn)品的三分之一?！鼻匦⑷A說，“國外掌握相關(guān)技術(shù)的企業(yè)說我們3年都不可能做出合格品，我們還不到一年就成功了，產(chǎn)品耐腐蝕性比進口產(chǎn)品高3倍以上，強度也超過標準指標23%。”
精加工車間內(nèi)，操作工啟動五軸聯(lián)動機床，切削直徑1.2米的鎳基合金鍛件?！斑M口材料每噸80萬元，我們的價格還不到進口材料的一半，并且加工效率提升15%。”秦孝華說，第3批“爭氣合金”如今已裝備南海20余座采油樹，年節(jié)約維護費超6000萬元。
目前，鎳基合金材料主要應(yīng)用于航空航天、海洋工程、石化裝備等領(lǐng)域，相關(guān)國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)每年為公司帶來超過5000萬元收入。
拓展應(yīng)用
瞄準高端裝備材料領(lǐng)域，寶順昌不斷加大研發(fā)力度，推動技術(shù)進步，開發(fā)具有競爭力的新材料，拓展多領(lǐng)域應(yīng)用場景。
需求是創(chuàng)新的動力。2023年，寶順昌承接某公司乏燃料運輸容器用材料的研發(fā)工作?！胺θ剂鲜呛四芾眠^程中產(chǎn)生的放射性廢物，具有高放射性、高毒性和釋熱等特性。乏燃料運輸容器是保障乏燃料安全運輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備，其材料性能直接影響容器的安全性和可靠性?！鼻匦⑷A說，要研發(fā)出相關(guān)材料，對公司來說是一個巨大挑戰(zhàn)。
研發(fā)從來不是坦途，過程充滿艱辛?！坝幸淮危懎h(huán)節(jié)監(jiān)控突然報警，局部溫差導(dǎo)致形變超0.5毫米?！睂氻槻a(chǎn)部長解書涵說，當時價值300萬元的鍛件瀕臨報廢，研發(fā)團隊緊急啟用液氮梯度降溫方案，6名技術(shù)員輪班操控液氮噴槍給800攝氏度鍛件降溫，溫度上下波動不能超過5攝氏度。連續(xù)奮戰(zhàn)72小時后，鍛件平整度達0.1mm/㎡，確保其高質(zhì)量、高精度。
經(jīng)過反復(fù)試制，耐心攻克一個又一個難題，研發(fā)人員成功開發(fā)出乏燃料運輸容器用不銹鋼材料并小量中試，技術(shù)達國內(nèi)領(lǐng)先水平。
在此基礎(chǔ)上，寶順昌積極開展大型號乏燃料運輸容器用鍛件和板材關(guān)鍵技術(shù)熟化與工程化研究，為產(chǎn)品規(guī)模化生產(chǎn)進行技術(shù)儲備。
實驗室里，經(jīng)過改良的鍛件在進行零下40攝氏度低溫沖擊試驗。秦孝華介紹，這種材料要承受200噸載荷和400攝氏度高溫，過去完全依賴進口。公司研發(fā)團隊獨創(chuàng)“真空雙聯(lián)精煉”工藝，將材料氫含量控制在1.8ppm（百萬分之一），從根本上杜絕氫脆風險，穩(wěn)定性也較進口產(chǎn)品提升15%，而價格僅為進口產(chǎn)品的60%。
創(chuàng)新能力提升有賴于持續(xù)的研發(fā)投入與高水平的人才隊伍。近3年，寶順昌研發(fā)投入逐年增長，2024年研發(fā)經(jīng)費占營業(yè)收入比重超5%。公司建設(shè)省級企業(yè)技術(shù)中心，打造一支國內(nèi)高溫合金領(lǐng)域頂尖研發(fā)團隊，并積極與高校院所開展產(chǎn)學研合作，攻克技術(shù)難題，推動科技成果轉(zhuǎn)化。目前，公司獲得28項授權(quán)發(fā)明專利、23項實用新型專利。
前瞻布局
寶順昌會議室墻上，懸掛著一幅特殊的產(chǎn)業(yè)地圖。寶順昌總經(jīng)理施軍介紹：“我們在新余高新區(qū)規(guī)劃了三大產(chǎn)業(yè)板塊：東部是高端熔煉基地，中部是精密鍛造中心，西部是正在建設(shè)的深加工產(chǎn)業(yè)園?！?/p>
前瞻性布局如今已初顯成效：能源裝備領(lǐng)域，公司研發(fā)的新能源合金鍛件在國內(nèi)市場占據(jù)一定份額；化工領(lǐng)域，耐蝕合金產(chǎn)品成功應(yīng)用于多個石化項目，新一代耐蝕合金進入中試階段，有望打破國外企業(yè)在高端市場的壟斷地位。
在新建成的模鍛車間，6300噸電動螺旋壓力機正加工一個直徑2米的法蘭，整個過程中只有兩名操作員在控制室監(jiān)控數(shù)據(jù)。機械臂自動完成上料、定位、鍛壓等工序，每3分鐘就能初鍛一件產(chǎn)品。
“這是我們打造的智能化生產(chǎn)線，關(guān)鍵設(shè)備全部實現(xiàn)數(shù)字化控制?！苯鈺榻B，通過應(yīng)用數(shù)智系統(tǒng)，引入能耗監(jiān)測系統(tǒng)和制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），公司實現(xiàn)三大突破：生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時采集，產(chǎn)品全生命周期可追溯；設(shè)備利用率提升至85%，高于行業(yè)平均水平15個百分點；產(chǎn)品一次合格率達98.5%，每年可節(jié)約成本1500萬元。如今，公司生產(chǎn)過程透明化、數(shù)據(jù)化，產(chǎn)品質(zhì)量和交付效率大幅提升，實現(xiàn)降本增效。
“我們不僅要做產(chǎn)品，更要建生態(tài)。”站在沙盤前，施軍描繪著公司發(fā)展藍圖：“未來2年，我們將投資10億元，建設(shè)年產(chǎn)萬噸級的高端合金材料生產(chǎn)基地，打造集研發(fā)、生產(chǎn)、檢測、服務(wù)于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈平臺，向著‘全球高端特種合金材料領(lǐng)域的頭部企業(yè)’目標不斷努力?！保ń?jīng)濟日報記者 劉 興）
