“洛阳元素”助力北斗闪耀全球
来源:河南青年时报 作者:记者 范坤鹏 通讯员 许利民 2020-08-13

河南青年时报讯(记者 范坤鹏 通讯员 许利民)7月31日,北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式在北京举行,这标志着中国北斗从此走向了服务全球、造福人类的时代舞台。

在北斗三号全球卫星导航系统建设过程中,来自中铝洛阳铜加工有限公司(下称洛铜)的高性能铜合金材料,应用到长三乙运载火箭发动机上,为北斗组网贡献了“洛阳元素”。

高性能铜合金“高”在哪儿

“作为国内研发航天发动机材料的企业,洛铜人与共和国的航天事业有着多年的情缘。”中铝集团铜加工首席工程师牛立业说,为了满足航天发射需求,多年来,洛铜自主研发了航天用系列高性能铜合金,用于航天器发动机上。

货架上码齐的产品 受访者供图

之所以称之为高性能铜合金材料,“首先是它属于非卖品,咱们买不来,别人更不会卖。”牛立业说,由于火箭点火后,发动机内部的压力和温度通常会达到极值,而高压环境意味着热量在发动机内部的传导速度非常快。“需要承受几千摄氏度的高温,耐高温毫无疑问就成为铜合金材料最重要的性能。”牛立业介绍,同时,这种材料强度好,不易变形,导热性和耐腐蚀性也比较好,“综合其优点和性能,就成为火箭发动机高端材料的不二人选”。

“我们除了服务于北斗三号全球卫星导航系统建设,还主起草了多项航天用铜合金国家标准,为‘神州’‘嫦娥’‘天宫’等重点工程提供了可信赖的材料保障,还曾服务过中国载人航天工程首次交会对接、首次月球探测工程等。”牛立业说。

头发丝直径的孔洞可能引起灾难性后果

据牛立业介绍,这种高性能铜合金从开始研制到生产历经十余年。这一说法在洛铜科研开发科科长孙永辉那里得到佐证。

“刚开始,我们也是摸着石头过河,没有现成的技术标准和工艺参数可以参考。技术人员就深入车间,从熔铸、材料加工及元素含量等环节,对材料性能影响进行多轮次试验,来获取第一手数据。”孙永辉说。

给火箭供应材料的条件和资质是一般企业所不具备的,作为我国最先取得武器装备科研生产许可证的铜加工企业,洛铜一直在经受考验。面对几千摄氏度的高温,如果材料中夹带杂质、有气孔等,不仅修复耗时,而且修复成本是材料的几倍甚至几十倍,给火箭发射造成的影响可能是不可估量的。“所有材料必须做到零缺陷,头发丝直径的孔洞引起的后果可能都是灾难性的。”孙永辉说。

技术人员在检查高性能铜合金产品质量 受访者供图

也正基于此,从原铜材的形态、质量,到制作过程中材料加入的时间、温度、部位等都有严格要求,检验阶段还需要供货方、合同方、使用方共同检测过关才算合格,每批还要做抽样破坏性试验,以保障产品质量的稳定。

历经3年的刻苦研制,洛铜的技术人员终于掌握了铜合金成分控制等关键技术,确定了高性能材料合金成分及最佳生产工艺,形成合金材料的批量生产能力,满足我国航天发动机对高性能铜合金材料的需求。

“洛铜造”身影频现国家重大工程

机器嗡嗡轰鸣,随着轧机辊的转动,紫红色的卷铜像纸张一样传送到机器中。另外一个车间内,码齐的成品摆放在货架上,即将发往全国各地。8月8日午间,洛阳铜加工电子带厂生产现场,员工并未停歇。

作为我国“一五”期间兴建的156项重点工程之一,多年以来,洛铜自觉肩负起共和国长子的历史使命,在民族富强的进程中勇挑重担,创造了无数个辉煌成就:铸造出了我国第一根半连续铸造的铝青铜铸锭,挤制出了我国第一根大棒和管材,为我国第一台“30万千瓦双水内冷发电机组”试制出了“长空心导线”等,填补了国内铜加工行业的多项空白。

其主要产品已经覆盖了国内目前所能生产的全部品种,并广泛应用于航空、航天、冶金、电子、机电、纺织、交通、建筑、化工、轻工、能源、造币等国民经济各部门和行业,有力地支援了国家经济建设和国防建设。

“洛铜造”的身影频现国家重大工程当中。“像三峡大坝和家门口的小浪底水库、大亚湾核电站等发电机组中蓄能装置,中国高铁接触网技术夹吊弦国产化等,也都有咱洛铜产品。”牛立业说,“目前,洛铜已是铜加工材国家标准和行业标准的主要制定单位,主持起草了数十项国家标准、行业标准,占铜加工行业现行标准的41%以上,对我国铜加工行业的技术进步做出了重要贡献。”

针对关键材料“卡脖子”问题,洛铜2019年承担了河南省“十百千”工程中创新引领专项“结构—功能一体化铜合金新材料制备关键技术研究及产业化”。

在新基建项目启动以来,洛铜积极响应号召,结合新基建政策,以特种铜合金材料为发展重点,加强基础研究,突破技术瓶颈,进行高强高导高性能铜合金研制,“未来将广泛应用于5G、城际高铁、物联网、人工智能、微电子引线框架等领域。”牛立业说。

责任编辑:张磊

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