在空缺了一年之后，2013年廣西科學(xué)技術(shù)獎勵的最高獎——廣西科學(xué)技術(shù)特別貢獻(xiàn)獎再度產(chǎn)生，這一大獎由廣西大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院曾建民教授率領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)開展的“反重力近終形鑄造技術(shù)及其應(yīng)用”項(xiàng)目摘取。

　　“反重力近終形鑄造技術(shù)及其應(yīng)用”項(xiàng)目，是應(yīng)用于鋁加工業(yè)的一項(xiàng)重要技術(shù)成果。專家們認(rèn)為，該成果直接推動了國防高科技產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步，提高了我國國防產(chǎn)品制造技術(shù)的核心競爭力，在航空國防領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，同時在民用產(chǎn)品中也得到推廣應(yīng)用，對于推進(jìn)我國鋁加工的技術(shù)進(jìn)步具有重大意義。

　　千錘萬擊終折桂

　　據(jù)項(xiàng)目主持人曾建民介紹，該項(xiàng)目的基礎(chǔ)研究始于上世紀(jì)80年代初。當(dāng)時，我國不斷引進(jìn)先進(jìn)的飛行器產(chǎn)品型號，這些型號的飛行器有大量的鋁合金精密鑄件。這些鑄件具有超薄壁和厚薄斷面急劇過渡的結(jié)構(gòu)，從鑄件結(jié)構(gòu)的角度來講，已經(jīng)是鑄件設(shè)計(jì)的禁區(qū)。這讓該院看到了自己和國際先進(jìn)鑄造水平的差距。在這種情況下，我國物理冶金和鑄造學(xué)科帶頭人、中科院院士周堯和團(tuán)隊(duì)提出，要吸收國外先進(jìn)技術(shù)，研發(fā)薄壁復(fù)雜鋁合金的成形技術(shù)。在他的指導(dǎo)下，該科研團(tuán)隊(duì)結(jié)合型號，開展了以反重力鑄造流體動力學(xué)為核心內(nèi)容的基礎(chǔ)研究。經(jīng)過艱苦攻關(guān)，提出了調(diào)壓成形精鑄法，中小型精密鑄件在飛機(jī)中得到應(yīng)用，這項(xiàng)技術(shù)為此曾獲得國家科學(xué)技術(shù)發(fā)明獎。上世紀(jì)90年代以后，以大型整體為結(jié)構(gòu)特征的鋁合金鑄件成為鑄造技術(shù)的研發(fā)熱點(diǎn)，其重要應(yīng)用領(lǐng)域是在航空結(jié)構(gòu)件方面。廣西大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)再次結(jié)合新的型號，開始了高強(qiáng)度鋁合金、反重力充型和凝固耦合關(guān)系的研究。而這支隊(duì)伍所體現(xiàn)的正是產(chǎn)學(xué)研用的深度結(jié)合，有教授、高級工程師、研究員，也有技師和工人，在專業(yè)結(jié)構(gòu)上涉及材料、機(jī)械、計(jì)算機(jī)、化學(xué)化工、電子技術(shù)、陀螺儀表等方面的人才。

　　曾建民說，在項(xiàng)目研發(fā)過程中，遇到的主要難題之一就是材料的冶金質(zhì)量不穩(wěn)定。在南方地區(qū)，由于天氣潮濕，會對鋁合金的冶金質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，特別是對于高合金元素含量的鋁合金更是如此。而高標(biāo)準(zhǔn)要求的鑄件要進(jìn)行100%X射線檢驗(yàn)和100%熒光檢驗(yàn)，方方面面不得有半點(diǎn)瑕疵，科研人員為此投入了巨大的精力。同時，由于實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的力學(xué)性能和內(nèi)部組織必須按照最嚴(yán)格的航空標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收，而科研人員在實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)，與工廠大規(guī)模生產(chǎn)出來的產(chǎn)品數(shù)據(jù)會產(chǎn)生很大區(qū)別。在實(shí)驗(yàn)室能精確控制的參數(shù)，到企業(yè)放大時就很難控制；小批量生產(chǎn)已經(jīng)成熟的技術(shù)放到大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化過程中也很難保證。所以每當(dāng)檢驗(yàn)結(jié)果出來，莫名其妙出現(xiàn)一些問題，而又找不出原因，對于科研人員來說既是家常便飯，也令他們非常焦慮。他們必須像醫(yī)生一樣，對每一個難題進(jìn)行會診，重新設(shè)計(jì)新的研究方案，另辟蹊徑。

　　如果說每一次方案變動就是一次手術(shù)，那么，即使不言小手術(shù)，傷筋動骨的大手術(shù)，科研人員就進(jìn)行了上百次。然而，科學(xué)的決策和大膽的技術(shù)創(chuàng)新，以及團(tuán)隊(duì)的通力協(xié)作，最終讓項(xiàng)目組一次次走出了困境，成功開發(fā)出反重力近終形鑄造技術(shù)。

　　創(chuàng)造是一種快樂

　　在研發(fā)中，科研人員的工作得到廣西自然科學(xué)基金團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、科技部973前期項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金的支持。2003年該技術(shù)成果成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，并應(yīng)用于生產(chǎn)各種大型、復(fù)雜、具有厚薄壁相連的各種航空器艙段、飛機(jī)掛梁、框架等高性能近終形鑄件上，有力地支撐了航空飛行器關(guān)鍵產(chǎn)品制造技術(shù)的發(fā)展。

　　2008年，項(xiàng)目獲得廣西科技進(jìn)步一等獎。此后，科研人員再次協(xié)同攻關(guān)，在保留真空冶金、反重力充型和調(diào)壓凝固特征的同時，進(jìn)一步持續(xù)開發(fā)，進(jìn)行工藝和技術(shù)的創(chuàng)新，形成以內(nèi)吸真空、射流負(fù)壓充型和溢流調(diào)壓為特征的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)，并將應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大至高端民用產(chǎn)品生產(chǎn)。

　　目前，該技術(shù)成果分別在洪都航空集團(tuán)公司、景德鎮(zhèn)航空鍛鑄公司等企業(yè)得到應(yīng)用，取代原重力鑄造的工藝，用于生產(chǎn)各種大型、復(fù)雜、厚薄壁相連的飛行器發(fā)動機(jī)艙段、尾艙、控制艙、飛機(jī)掛梁、尾蓋、框架和汽車鋁合金零部件、回收鋁壓鑄件等產(chǎn)品，使生產(chǎn)效率提高了約40%，材料實(shí)收率大于85%。同時該項(xiàng)目所開發(fā)的單元化熔體處理技術(shù)還用于生產(chǎn)高檔家用電器、太陽能框架、散熱器等高質(zhì)量鋁合金產(chǎn)品，2008年以來，項(xiàng)目共實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值50多億元，節(jié)支8.5億元。

　　“作為科研工作者，研究和創(chuàng)造是一種快樂和享受。”從領(lǐng)獎臺上下來，曾建民說，他和他的科研團(tuán)隊(duì)還有很多更艱巨的任務(wù)要完成。未來他們將以適應(yīng)更高技術(shù)要求的飛行器需求為目標(biāo)，研發(fā)新一代的反重力鑄造系統(tǒng)。同時，著力解決加快單元化鋁合金處理技術(shù)推廣中的許多工藝問題。“廣西的鋁土資源占全國的40%，鋁工業(yè)已經(jīng)成為有色金屬的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，而鋁加工是實(shí)現(xiàn)鋁產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要途徑。推動鋁加工產(chǎn)品不斷向高端轉(zhuǎn)移，是我們團(tuán)隊(duì)的重要工作和責(zé)任。”