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四合院:强国从全球零元购开始

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第163章 关键难题:浓缩材料与核心构件加工
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正月初五,戈壁滩上的风沙更大了。

基地里气氛明显凝重起来。王恪走在路上,能感觉到那种无声的紧迫感——人们脚步更快,说话更简短,眉头皱得更紧。

上午八点,他被叫到钱学森的办公室。屋里已经坐了五六个人,都是基地的核心技术骨干,个个脸色严肃。

“王恪同志,坐。”钱学森示意,然后开门见山,“项目遇到两个关键瓶颈,需要集中攻关。”

墙上掛著一块小黑板,钱学森拿起粉笔,写下两个词:

一、浓缩材料提纯

二、核心构件加工

“先说说第一个。”钱学森转身,“我们需要一种高纯度材料,用於核心部件。现有工艺能达到的纯度,距离理论要求还差两个数量级。几个实验室试了半年,进展缓慢。”

一个戴眼镜的中年人站起来:“我是材料组的负责人,老周。情况是这样的——我们用的是扩散法提纯,原理上可行,但实际生產中存在几个问题:一是效率低,一批次处理量太小;二是杂质去除不彻底,反覆提纯又会导致材料损耗过大;三是……”

他详细讲了二十分钟,全是专业术语和数据。王恪认真听著,心里快速比对系统资料库里的信息。

扩散法,確实是这个时代能用的方法之一,但优化空间很大。

“老周,能带我去实验室看看吗?”王恪问。

“现在?”

“现在。”

实验室里,几个年轻技术员正在操作一套简陋的设备。王恪仔细看了一遍工艺流程,又看了实验记录,心里有数了。

“老周,我注意到你们的加热温度是统一的。”王恪指著设备说,“但扩散过程其实分为三个阶段:前期、中期、后期。每个阶段杂质扩散的机制不同,温度应该分段控制。”

老周一愣:“分段控制?”

“对。”王恪拿出笔记本,画了个简单的温度曲线,“前期低温,让大颗粒杂质先扩散到表面;中期升温,去除中等杂质;后期再升温,处理最难去除的微量杂质。这样既提高效率,又减少材料损耗。”

屋里安静了几秒。

老周眼睛越瞪越大:“这个思路……我们怎么没想到?”

“因为传统教科书上是统一温度。”王恪说,“但实际生產中,具体情况要具体分析。”

他继续说:“另外,你们的载气流量也可以优化。现在是恆定流量,但如果改成脉衝式——高峰值流量冲走表面杂质,低流量维持扩散——效果会更好。”

老周一把抓住王恪的手:“王顾问,您再说一遍!我得记下来!”

王恪又详细解释了一遍,老周拿著本子狂记,旁边几个年轻技术员也围过来,边听边点头。

“还有,”王恪补充,“我建议在设备出口加一个在线监测装置,实时检测纯度。这样一旦达標,立刻停止,避免过度提纯造成损耗。”

“监测装置?我们没有啊……”

“可以自己做。”王恪说,“原理很简单,利用材料对某种射线的吸收率变化来判断纯度。具体设计我可以帮忙。”

老周激动得脸都红了:“王顾问,您要是早来半年,我们能省多少时间啊!”

“现在也不晚。”王恪说。

离开材料实验室,钱学森看著王恪:“第二个问题更棘手。”

他们来到加工车间。

刘师傅正蹲在一台铣床前,一动不动地盯著一个零件。那零件形状极其复杂,像一朵扭曲的花,表面还有精细的沟槽。

“这是核心构件之一。”钱学森低声说,“要求精度:关键尺寸公差±0.001毫米,表面光洁度ra0.4,形位公差要求更高。”

王恪倒吸一口凉气。

这个精度,別说在1961年,就是放在二十一世纪,也是高难度加工。而眼前的设备,是一台老旧的苏联铣床,铭牌都磨花了。

“试了多少次了?”王恪问刘师傅。

刘师傅没回头,声音沙哑:“四十三次。最好的那次,尺寸差0.003毫米,光洁度也不够。”

陈志远在旁边补充:“为了这个零件,刘师傅已经三天没怎么合眼了。”

王恪蹲下身,仔细看那个半成品。材料是特种合金,硬度极高,加工时容易產生应力变形。现有的工艺是先粗加工,再时效处理消除应力,最后精加工。但时效处理后材料会轻微变形,精加工时又会產生新的应力……

恶性循环。

“刘师傅,咱们换个思路。”王恪站起来,“不做时效处理了。”

“不做?”刘师傅终於回头,眼睛布满血丝,“那应力怎么消除?”

“不消除,而是控制。”王恪说,“我们把粗加工和精加工分成更多工序,每道工序后做局部退火,只消除该工序產生的应力。这样累积变形小。”

刘师傅皱眉思考:“局部退火?温度控制不好,会改变材料性能。”

“用感应加热,精准控温。”王恪说,“我设计个简易的感应线圈,配合热电偶测温,精度能达到±5度。”

“那设备……”

“设备我来想办法。”王恪看向钱学森,“钱总师,我需要一些材料:紫铜管、绝缘材料、温控仪表。”

钱学森点头:“列单子,我让人去兰州採购。”

“还有,”王恪继续说,“加工工艺也要改。这个零件的难点在於形状复杂,现有刀具无法加工深窄槽。我建议设计专用成型刀具,一次成型,避免多次走刀带来的累积误差。”

刘师傅眼睛亮了:“成型刀具?可我们没做过啊……”

“我画图,您来加工。”王恪说,“您的手艺,我信得过。”

刘师傅搓了搓手,咧嘴笑了——这是几天来他第一次笑。

接下来的三天,王恪几乎住在车间里。

白天和老周泡在材料实验室,优化提纯工艺。晚上和刘师傅研究加工方案,设计刀具。

感应加热装置的设计图一天就画好了。基地的钳工师傅们连夜赶工,用现有的材料硬是做出了一个简易但可用的设备。

第一次试验时,半个车间的人都围过来了。

王恪操作设备,刘师傅控制工具机。粗加工后的零件被固定在夹具上,感应线圈对准需要退火的部位。

“升温,800度。”王恪说。

仪表指针缓缓移动。线圈开始发红,零件局部温度上升。

“保温10分钟……好,降温。”

自然冷却后,测量零件变形量——几乎为零!

“成功了!”陈志远第一个喊出来。

刘师傅手有点抖,摸著零件表面:“真成了……真成了……”

但更大的考验还在后面。

成型刀具的加工才是真正的难题。刀具材料需要比工件更硬,基地现有的高速钢不行,硬质合金又没有合適的规格。

王恪想了半天,忽然想起系统空间里有一些“零元购”来的工业材料——其中好像有几种特种硬质合金。

“我可能有办法。”他对刘师傅说,“我带来一些材料样品,试试看。”

回到宿舍,王恪进入空间。在堆积如山的物资中翻找了半个小时,终於找到几块硬质合金棒料——是前世从某精密工具厂“顺”的,性能远超这个时代。

他切下一小块,带回车间。

刘师傅看到那块银灰色的材料,眼睛都直了:“这……这是什么材料?”

“一种试验合金。”王恪含糊道,“您试试能不能加工成刀具。”

刘师傅如获至宝,小心翼翼地夹上铣床。加工过程很慢——因为材料太硬,刀具磨损极快。但两个小时后,一把成型刀具的雏形出来了。

又经过半天的手工研磨、拋光,一把闪著金属光泽的专用刀具诞生了。

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