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张福成和他的“中国制造”

2018年04月24日08:24    来源:人民政协报

2008年2月,张福成到铁路线路现场,跟踪测试研究成果制造的高锰钢辙叉的使用情况。

 “怎么把实验室的技术转化为产品?”回答这个问题时,科研工作者张福成也采用了同样的手势,但含义不同:“实验室里的一项技术好比大拇指,要想让它变成拳头产品,还需要付出其他四个指头的努力。”

◆张福成简介:

第十二、十三届全国政协委员,民盟河北省委副主委。现为燕山大学副校长、材料科学与工程学院博士生导师、教授,亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室学术带头人,冷轧板带装备及工艺国家工程技术研究中心学术带头人。

 4月11日上午,史上最快的“复兴号”京沪高铁正式开启。在350公里/小时的运行速度下,人们往返间距1300多公里的京沪双城,只需要4个多小时。

这样的速度,在20年前是不可想象的。

1997年4月1日全国铁路第一次大提速之前,人们还习惯枕着“咣当咣当”的铁轨声,在平均不到50公里的时速中,体味着慢的时光。

即使其后到2007年这十年间的六次大提速,也是从“慢慢游普铁”到“中高级普铁”再到“快速铁路”的一个积蓄发展过程,为高速铁路发展预备“热身”。

如今,经过整10年的高铁时代,中国高铁已经以每小时350公里的时速,呼啸着冲出国门,奔向世界,以不断刷新的“中国速度”赢得世界的瞩目。

说起中国高铁技术飞速进步所引发的巨大经济、社会发展效应,很多人会竖起大拇指,“棒!”

“怎么把实验室的技术转化为产品?”回答这个问题时,科研工作者张福成也采用了同样的手势,但含义不同:“实验室里的一项技术好比大拇指,要想让它变成拳头产品,还需要付出其他四个指头的努力。”

这个比喻,正是张福成埋头金属材料研发制造20多年的工作映照。在高速铁路发展的背后,有着他冲破国外技术制约、拼搏努力实现工业技术弯道超车的“中国制造”故事。

拇指的技术和四个指头的努力

“铁路要提速”的理念一经提出,高速、重载、无缝铁路的具体要求就摆上了决策者的桌面。但令人挠头的是,现实往往矮理想半截。

其中一项涉及材料工程的技术难题摆在眼前:高锰钢辙叉和高碳钢钢轨由于材料性能差异大,无法焊接到一起。铁路运行速度高时,最关键的安全隐患就是接缝问题。

“整个铁路轨道就两种部件,钢轨和辙叉。当时很多高校、院所和企业都在攻关两者的焊接技术。”张福成清楚地记得,当时只有奥地利和法国拥有这项焊接技术,他们得知中国高铁想要提速,就开出了高价:入门费要1000万美元,每焊一个辙叉,就要提一份钱。“这相当于将焊接产生的效益全部拿走了,非常勒脖子!”

1996年,山海关桥梁厂(现在的中铁山桥集团有限公司)来到张福成所在的燕山大学,以打擂台的方式招标。初生牛犊不怕虎,硕博课题都是研究高锰钢的张福成与企业签订了合同,接手了这项重点攻关项目。

启动项目后,进展并不顺利。先是采用了几种焊接都没有成功,不断改工艺。后来,每次做小试件实验时还不错,但到了生产性实验环节总出问题。尤其落锤实验,一吨重的铁块在三米高处以自由落体速度砸焊缝。三次没断就成功了。

在实际辙叉焊接接头性能检测野外实验时,当时原铁道部来了不少人前来观摩,张福成很紧张,新闻工作人员在二楼的小房檐上架了台摄像机,以便记录实验全貌。

可惜,只砸了一次就失败了。

技术难度在于,高锰钢和高碳钢这两种材料的物理性质、组织结构包括相变规律是完全不一样的。高碳钢焊接要求缓冷,高锰钢焊接却要求快冷。

张福成开始试着从人文角度去思考:“要把他们焊接在一起,就好像让两个性格差异很大的人做好朋友,如果有一个性格温和的人做中间人……”沿着这个思路,张福成发明了一种梯度过渡焊接材料,通过对核心元素的调整,改变这种材料的物理参数,使其性能介于两者之间,再使用闪光焊的办法,分别焊接两次。

这一次,成了。

2000年,张福成为这项名为“高锰钢辙叉与高碳钢钢轨焊接梯度材料和闪光焊接工艺”的技术申报了专利。

至今,这项专利作为中铁山桥集团有限公司的最重要专利,“陈设在企业展示大厅里展示的所有专利证书的最前面位置”。成功以后上到试用,又经过两三年时间得到原铁道部认可,项目开始上马。

目前,我国铁路线路上使用的50%高锰钢辙叉都采用该技术制造,通过这项技术焊接的高锰钢辙叉产品还出口到澳大利亚、韩国、香港等20多个国家和地区。

技术转化为产品,投入到相关应用上,这一次,并不是张福成的初体验。

1989年,硕士还没毕业的张福成就和同学一起,用金属喷涂技术搞起了创业,那时,他仅仅模糊感觉到,“这是一个挣钱的买卖”。

机械装备通常都很大很贵重,在秦皇岛港口,张福成看到输送煤炭装备中的传动零部件磨损得很严重,磨损失效后的零部件一堆一堆地搁置着。“浪费啊!”

张福成掌握的喷涂技术,不仅在材料表面喷一层耐腐蚀的东西以保护材料,还可以对已经磨损的工件“长长尺寸”。后来,这种既环保又低成本的使部件再生的技术,被称为“绿色制造”。

当时,张福成就看好喷涂技术的前景,他买了两套设备和一些喷涂材料,“试试!”再后来,他带着自己学生到处做喷涂、搞维护,赚的钱补充科研经费。

上学阶段创造的经济效益让他尝到了甜头,从此开始注重技术的转化和应用。从这方面来说,张福成属于高校里的先行者。

说到现在的技术产品推广为什么不如人愿?张福成套用了一句山东老家的土话:“麻秆儿打狼,两头害怕。”

麻秆儿和狼对峙的态势,用来形容应用技术的企业方和技术持有人员再合适不过。

——“花了这么多钱用你这个技术,技术不行怎么办?”

——“万一企业用了我的技术,不给钱怎么办?”

“要想迈过第一道互相考验的坎儿,两方必须有一方退让一步。”张福成就自己的经验认定,“只要技术见效了,对方不会不讲信用。”他自己就是那个退让一步的角色。

“不怕吃亏吗?”

张福成有太多感触:“2016年我们国家专利数量有80万件,远超美国30万件。但有多少技术实际运用到生产呢?我的技术能推广应用,为国家作出贡献,我高兴。”

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(责编:张文卓(实习生)、闫妍)