第380章 航天材料技术民用转化(1 / 2)
航天材料长期研发规划敲定后,林荞的办公室里多了不少企业合作的邀约。她翻着桌上的合作函,对着老吴和陈阳说:“民用转化不能等,医疗和工业是刚需,先从这两块落地,把航天技术真正用到民生里。”
陈阳手里捏着医疗设备企业的对接函,接话道:“城东的康泰医疗上周就联系我了,他们想要高端手术器械的新材料,咱的航天钛合金技术刚好能用上。”
老吴晃了晃工业窑炉企业的合作意向书:“恒信窑炉也找来了,窑炉内衬烧蚀快、能耗高,咱的纳米涂层耐高温、抗烧蚀,适配性肯定没问题。”
林荞当即拍板:“分两路推进!陈阳牵头对接康泰医疗,主攻手术器械;老吴负责恒信窑炉,做窑炉内衬涂层。本周就谈合作细节,月底启动联合研发。”
周三下午,陈阳带着钛合金材料试样,走进康泰医疗的研发中心。康泰的研发总监李总握着他的手,开门见山:“陈工,咱的手术钳一直有痛点,高温灭菌易变形,耐腐蚀差,使用寿命太短。”
陈阳把钛合金试样递过去:“李总,看看这个,航天级钛铌合金,比你们现在用的医用不锈钢强度高2倍,还能耐受130℃高温灭菌,生物相容性也过了航天检测标准。”
李总接过试样,用手掂量着:“看着不错,就是不知道加工成手术钳,精度能不能达标?手术器械对尺寸要求可是丝毫不差。”
“放心,”陈阳笑着说,“咱的航天材料加工工艺能做到0.01的精度,比手术器械的要求还高,就是需要稍微调整下锻造模具,适配钳体的形状。”
两人当场敲定合作方案:康泰医疗提供手术器械的设计图纸和工艺要求,林荞团队负责材料优化和加工适配,联合研发钛合金手术钳,三个月出成品试样。
几乎同时,老吴也带着纳米涂层的检测报告,到了恒信窑炉的生产基地。恒信的厂长王磊领着他看窑炉内衬,指着斑驳的炉壁叹道:“吴师傅,你看这内衬,才用俩月就烧蚀成这样,还特费燃料,能耗一直降不下来。”
老吴伸手摸了摸炉壁,指着检测报告:“王厂长,咱的纳米陶瓷涂层,航天火箭发动机燃烧室都在用,耐1800℃高温,抗烧蚀性是传统耐火材料的4倍,还能减少热辐射,降低能耗。”
王磊眼睛一亮:“真能降能耗?咱现在一吨产品的能耗成本占三成,要是能降下来,可就省大了!就是这涂层能不能适配窑炉的施工工艺?总不能让我们改生产线吧。”
“不用改设备,”老吴摆了摆手,“咱的涂层能直接喷涂在现有内衬上,施工工艺简单,半天就能喷完一台窑炉,还能现场固化,不耽误生产。”
两人的合作也快速敲定:恒信窑炉提供窑炉的工况参数和内衬尺寸,林荞团队优化涂层配方,适配工业窑炉的高温环境,先在两台小型窑炉上做试点喷涂,测试使用效果和能耗数据。
回到实验室,两路研发立刻启动。陈阳带着小杨和两名工程师,扎进了钛合金手术钳的研发中。康泰的设计图纸刚送到,小杨就对着图纸皱起眉:“陈哥,手术钳的钳头要做齿纹,钛铌合金硬度高,雕刻齿纹会不会很费劲?”
陈阳看着图纸,手指点着钳头位置:“用激光雕刻,航天材料的精密纹路都是这么做的,精度高还不损伤材料,就是要调整激光的功率,避免齿纹处出现应力裂纹。”
设计图纸里,手术钳的手柄需要做防滑纹路,钳轴要能灵活转动,还得保证整体重量轻便,方便医生操作。陈阳把研发任务拆分:“小杨负责合金的锻造和成型,我来做精密加工,另一组测生物相容性和高温灭菌性能,各司其职,每周碰一次进度。”
第一炉钛合金坯料出炉后,陈阳立刻安排锻造。按手术钳的形状锻压成坯体,再进行精密车削,激光雕刻齿纹,最后做表面抛光和钝化处理。一周后,第一把钛合金手术钳的试样就做出来了。
小杨拿着手术钳,对着卡尺量尺寸:“陈哥,尺寸都达标了,就是钳轴的转动有点卡,是不是抛光不到位?”
陈阳接过手术钳,试了试转动,果然发涩:“是锻压时的公差没控制好,钳轴的孔径小了0.02,再微调下模具,重新锻压一批,抛光时再做一次镜面处理。”
同时,生物相容性测试也有了结果。工程师拿着测试报告走进来:“陈哥,钛合金的细胞毒性、溶血反应都达标了,比医用不锈钢的生物相容性还好,就是高温灭菌后,钳头的齿纹处有点微氧化,需要优化表面处理工艺。”
陈阳点点头:“在钝化处理后,再加一层航天级的防氧化薄膜,薄到不影响尺寸,还能耐高温灭菌,航天发动机的精密部件都是这么处理的。”
这边手术钳的研发一步步推进,老吴那边的纳米涂层研发也在紧锣密鼓进行。恒信窑炉的工况参数显示,窑炉内部的温度波动大,还会有烟气腐蚀,普通的航天纳米涂层需要优化配方。
老吴带着涂层组的工程师,调整涂层的成分比例:“减少纯陶瓷粉的含量,增加碳化硅颗粒,提升涂层的抗烟气腐蚀性,再加入一点稀土氧化物,增强涂层和内衬的结合力,避免高温下脱落。”
涂层组的小周调着喷涂设备的参数,对着老吴喊:“吴师傅,喷涂的压力调到多少合适?窑炉内衬是粗糙面,压力太小怕喷不匀,太大又会浪费涂层。”
老吴走到喷涂设备旁,亲自调试:“调到0.8MPa,和航天燃烧室的喷涂压力差不多,先在模拟的炉壁试样上喷一遍,看看涂层的厚度和均匀度,再微调。”
优化后的纳米涂层,需要做耐高温循环测试,模拟窑炉每天的升温和降温。老吴把涂层试样放进高温循环测试台,设置1800℃高温保温4小时,再自然降温到室温,反复循环测试。
一周后,涂层试样的测试结果出来了。小周拿着报告激动地说:“吴师傅,循环测试做了50次,涂层一点没开裂,也没脱落,抗烧蚀性比预期还好!”
老吴看着试样,满意地点头:“走,去恒信窑炉,开始试点喷涂,让他们看看实际效果。”
研发启动后的第二十天,老吴带着喷涂团队,到了恒信窑炉的生产基地。两台小型窑炉已经停工,工人们正清理内衬的浮灰。王磊厂长亲自守在现场,看着喷涂设备问:“吴师傅,这喷涂要多久?喷完多久能点火生产?”
“两台窑炉,半天喷完,”老吴指挥着工程师架起喷涂设备,“喷完后用热风枪现场固化,两小时后就能点火,不耽误你们的生产计划。”
喷涂设备启动,细腻的纳米涂层雾状喷出,均匀地附着在窑炉内衬上,原本斑驳的炉壁,很快就被一层银灰色的涂层覆盖,光滑又致密。王磊伸手摸了摸刚喷好的涂层,惊讶道:“这涂层摸着还挺光滑,真能扛住1800℃高温?”
老吴笑着说:“王厂长,你放心,航天级的质量,比你想象的还耐用,等用一个月,你再看效果,能耗数据也记着,对比下原来的数值。”
喷涂完成的当天下午,两台窑炉就点火投产了。王磊安排专人记录每小时的燃料消耗量和产品产量,每天都盯着窑炉内衬的状态,心里满是期待。
这边窑炉的试点喷涂刚完成,陈阳那边的钛合金手术钳,也做出了第二批优化试样。这次的试样,钳轴转动灵活,钳头齿纹清晰,表面做了防氧化薄膜,整体重量比传统不锈钢手术钳轻了20%。