胡正寰：中國軸類零件軋制技術(shù)開創(chuàng)人

供稿|賈朝，董道遠 /

斜軋橫軋，三寸件值千金，小鋼球卻有大作為；春華秋實，六十年研一術(shù)，老教授好似新青年。這幅對聯(lián)是胡正寰院士致力于軸類零件軋制技術(shù)，為軸類零件軋制技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力所做突出貢獻的真實寫照。胡正寰，中國工程院院士，現(xiàn)任北京科技大學教授、“國家高效零件軋制研究與推廣中心”主任。

胡院士生于1934年。旁人或許認為，年逾八十的人，過的應當是含飴弄孫、頤養(yǎng)天年的生活，每天大概是散步遛彎、喝茶下棋、讀報寫字，這樣的生活倒也舒坦。但是這位胡老教授偏要當一個“上進青年”，認定要和零件軋制這個 “老伙計”再過上幾十年招兒，一定要帶領自己的團隊，把軸類零件軋制技術(shù)轉(zhuǎn)化為更廣更大的生產(chǎn)力，為社會造福。走在校園，這是一位樸實穩(wěn)健、精神矍鑠的忠厚長者；走進車間，這是一位有著六十年工齡的“老工人”。即便是年逾八十的年紀，作為“國家高效零件軋制研究與推廣中心”主任的他仍然每天工作在第一線，與生產(chǎn)線小零件為伴，在機器日夜的轟鳴聲中續(xù)寫著他和軸類零件軋制技術(shù)六十年的緣分。用胡院士自己的話說，“將軸類零件軋制技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力是我的畢生追求”。

圖1 胡正寰院士一線工作照

入行——南北奔波，“誤”入正途

1934年，胡正寰出生于黑龍江哈爾濱。在那個動蕩的年代，胡正寰在哈爾濱這座冰雪城市僅度過了一年，之后隨著父親離開中東鐵路總部(哈爾濱)到四川黃埔軍校(成都)任教俄文，胡正寰一家在成都生活了八年，直到抗戰(zhàn)結(jié)束。1945年，胡正寰隨家人來到江城武漢，進入了當時的湖北省立高級中學(現(xiàn)武漢市第十四中學)就讀。

少年時期的胡正寰，走過了南北三座城市，經(jīng)歷過冰城的動蕩風雪，見識過天府的肥沃土地，領略過江城的磅礴大氣，也曾奔波輾轉(zhuǎn)，也曾一隅偏安，終得奮發(fā)求學。生于書香世家，長于動蕩華夏，中國從沉睡走向覺醒，胡正寰也從青澀走向成熟。書香門第，耳濡目染，胡正寰自幼便受到良好的教育熏陶。20世紀50年代，鋼鐵行業(yè)是當時國家建設中最重要的行業(yè)之一。經(jīng)歷了少年奔波，目睹了“落后就要挨打”這個現(xiàn)實，又深受父親“科教興國、科教救國”思想的影響，胡正寰毅然報考北京鋼鐵工業(yè)學院機械系(北京鋼鐵工業(yè)學院成立于1952年，1960年更名為北京鋼鐵學院，同年被列為首批全國重點大學，1988年定名為北京科技大學)，開始了他的大學求學之路。

大學里的胡正寰敏而好學，起床早、打飯早、到教室早是他的特征，學習之余，熱愛籃球、足球類的體育運動，健康的體魄得益于好的生活習慣，胡院士年逾八旬依然精神矍鑠也得益于此。胡正寰在大學所學的專業(yè)側(cè)重于冶煉機械與軋鋼機械，畢業(yè)留校任教的他本沒有從事科研的想法，就想著過教學關。1958年，響應“解放思想、敢想敢干”的號召，胡正寰根據(jù)蘇聯(lián)一本名為《機器制造中的橫軋》的書，向北京鋼鐵學院院黨委提出軋制鋼球新工藝的課題，此課題還被列為1958年“十一”向黨獻禮項目。從此胡正寰正式踏入軸類零件軋制技術(shù)的大門，至今已有六十年。當時也曾有人對此提出異議，認為不搞鋼鐵冶金正業(yè)而搞機械制造鋼球，是不務正業(yè)，誤入歧途。而胡正寰院士認為，自己是“誤”入了正業(yè)。那時誰也不會想到，軸類零件軋制技術(shù)能為我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益，胡正寰也因此成為中國軸類零件軋制技術(shù)的開創(chuàng)人。

圖2 部分斜軋軸類零件

圖 3 胡正寰在交流會上發(fā)言

研發(fā)——從零開始，“百日”成形

胡正寰向北京鋼鐵學院院黨委提出軋制鋼球新工藝課題的時間是1958年6月，此時距離課題研究截止時間，也就是“十一”獻禮的時間只有百余天。時間緊促只是其中的難題之一，給研發(fā)造成最大阻力的是當時背景下國外對中國的科技封鎖，中國對其他國家的先進技術(shù)既無交流也無引進，而國內(nèi)對軸類零件軋制技術(shù)的研究近乎為零。胡正寰和他的團隊，要靠著一本蘇聯(lián)書籍中得來的參考在一百天的時間內(nèi)從零開始研發(fā)出一種新技術(shù)。

即便是這樣的阻力，胡正寰也沒有退縮。困難雖大，但新技術(shù)研發(fā)成功用于生產(chǎn)所帶來的福利更大。因此，胡正寰帶領他的團隊，滿懷信心地投入到研究工作當中。首先是圖紙的設計，胡正寰與幾位同事，廢寢忘食地工作，經(jīng)過40余天的晝夜奮戰(zhàn)，設計出了試驗軋機的圖紙，拿到圖紙以后，學校實習工廠的工人們也不敢怠慢，用將近60天的時間加班加點制造并安裝好了軋機。接下來就是一次又一次的實驗，經(jīng)過無數(shù)次失敗，終于在“十一”獻禮前軋制出了鋼球。胡正寰與他的團隊，挑選出了少量表面光潔、尺寸合格的鋼球，向黨獻禮。

在當時，零件軋制技術(shù)在國際上也是剛剛出現(xiàn)不久，但是已經(jīng)受到廣泛重視，由于技術(shù)上存在很多難題，只為少數(shù)國家掌握。然而，胡正寰和他的團隊從零開始，僅用了百天的時間就軋制出了合格的鋼球，這標志著中國軸類零件軋制技術(shù)邁出了第一步，胡正寰成為中國軸類零件軋制技術(shù)的開創(chuàng)者。這項成果被當年的《光明日報》《北京日報》報道，胡正寰看到了新工藝的希望，迫不及待地想將這項技術(shù)用于工業(yè)生產(chǎn)，從而降低能源損耗，提高生產(chǎn)效率。可是將技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，并沒有他想得那么容易。

轉(zhuǎn)化——迎難而上，守得云開

懷著將零件軋制技術(shù)用于工業(yè)生產(chǎn)的迫切希望，1959年，胡正寰應東北某工廠的要求，帶領高年級的大學生，設計出我國第一臺φ50 mm球磨鋼球軋機并進行工業(yè)試驗，效果顯著，但缺點也很突出。雖然采用這種技術(shù)軋制鋼球與原來的工藝相比效率提高10多倍，但是無論怎樣努力，總會有百分之幾的廢品鋼球，胡正寰無法回避這些廢品鋼球，他冷靜地進行了反思，降不下去的廢品率讓他深刻意識到，實驗室的成功與工業(yè)生產(chǎn)的成功是兩碼事。他還有很長的路要走，即便困難再多，也要迎難而上。

圖4 胡正寰(左二)觀看軋出的汽車軸零件

從1960年到1985年長達二十多年的時間里，胡正寰的團隊都在做軸類件軋制技術(shù)的轉(zhuǎn)化工作。哪里有困難就從哪里解決，胡正寰團隊做的第一項轉(zhuǎn)化工作就是斜軋球磨鋼球，這一做就是十五年，僅在小批量生產(chǎn)時，軋機就出現(xiàn)過大大小小的事故——軸扭曲、螺絲斷、機架傾翻，往往是之前的問題沒解決，就會出現(xiàn)新的問題。問題再多也不會嚇退胡正寰，經(jīng)過長時間的改進和完善，胡正寰團隊終于先后解決了模具孔型設計與制造、軋機的設計與制造、工藝參數(shù)與流程的確定、質(zhì)量檢測等系列難題。終于在1974年，他們設計的φ50 mm球磨鋼球軋機在包鋼投產(chǎn)。

經(jīng)歷了長時間的埋頭苦干，成果終于一件件展現(xiàn)出來。在斜軋球磨鋼球轉(zhuǎn)化工作中一次次失敗得出的教訓和學到的知識，使其他工藝轉(zhuǎn)化工作流程大大縮短。1973年，胡正寰的團隊開始楔橫軋工藝研究，1979年便將我國第一臺自行設計、制造的輥式楔橫軋機研究成功，并在無錫江南工具廠正式投產(chǎn)。與原鍛造工藝比，生產(chǎn)效率提高5.5倍，節(jié)約材料12%，工人勞動條件有很大改善，為我國楔橫軋的廣泛應用打下了基礎。所謂柳暗花明、守得云開正是如此。

推廣——造福社會，領先國際

零件軋制工藝投產(chǎn)后，經(jīng)濟效益顯著。1987年，胡正寰成為“國家高效零件軋制研究與推廣中心”主任，著力做起軸類零件軋制技術(shù)的研究和推廣工作。到目前為止，在國內(nèi)27個省市推廣零件軋制生產(chǎn)線近300條，出口美國、日本、土耳其等國16條，已累計生產(chǎn)500多萬噸，產(chǎn)值400多億元，經(jīng)濟效益顯著。協(xié)助企業(yè)建成零件軋制專業(yè)化工廠20多家，為企業(yè)研究開發(fā)并投產(chǎn)的零件品種達500多種，包括汽車、拖拉機、摩托車等的軸類零件與球磨機、軸承、電鍍銅中的球類零件等，我國因此成為世界上開發(fā)并投產(chǎn)品種最多的國家。在1995年召開的全國科技大會上，高效零件軋制研究與推廣項目被國家科委成果司評為“全國十大典型推廣項目”之一，胡正寰被評為典型推廣人物。

圖5 胡正寰(右一)觀看軋制零件

圖6 楔橫軋生產(chǎn)線

圖7 楔橫軋產(chǎn)品

推廣工作取得這樣的成績，得益于胡正寰團隊的“三有”機制：(1)有多人互補的推廣班子。研究計算分析有教授，試生產(chǎn)指導有高工，設備安裝調(diào)試有技師，理論創(chuàng)新有博士研究生，各司其職，互相補充。(2)有系列化的零件軋機。在多年理論與實驗的基礎上，胡院士的團隊設計出工藝性好，結(jié)構(gòu)合理，使用方便，具有中國特色的零件軋機。軋機已經(jīng)系列化，并列為國家專業(yè)標準，定點制造。自1990年以后，我國未從國外進口一臺零件軋機，相反我們的軋機卻出口到美國、日本、土耳其等國。(3)有一個零件軋制實驗基地。北京科技大學校內(nèi)建成了1000多m2且有6臺試驗軋機和9臺模具加工機床，用于新產(chǎn)品開發(fā)試驗的零件軋制實驗基地。這樣水平的實驗基地國內(nèi)惟一，國外也少見。

胡正寰團隊的零件軋制技術(shù)總體上已達到國際先進水平，在楔橫軋汽車發(fā)動機凸輪軸、室溫斜軋陽極磷銅球等技術(shù)上成為領先國際水平的創(chuàng)造性成果并且實用化，取得了顯著的效益。胡正寰教授帶領他的團隊獲國家級獎4項，省部級一、二等獎10多項，發(fā)表論文100多篇，出版專著5本。胡正寰教授培養(yǎng)博士、碩士研究生50余名，獲國家有突出貢獻中青年專家、全國“五一”勞動獎章、中國金屬學會及中國機械工程學會“終身科技成就獎”，1997年當選為中國工程院院士。胡正寰院士為我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效益的提高做出了突出的貢獻，創(chuàng)造了不可估量的價值。

圖8 高效零件軋制研究推廣中心研究人員合影(2014年)

結(jié)束語

歷盡千帆的人總有“管他天下千萬事，閑來輕笑兩三聲”的豁達境界，而在胡正寰院士身上，你還能看到“胸懷天下千萬事，矢志科研終如一”的偉大精神。一枚零件，一場傳奇。