新型镍基合金的加工工艺敲定后,航天科技集团的量产车间立刻腾出来专用场地,要配合林荞团队制作首件火箭发动机燃烧室样件。这是材料从实验室走向实际应用的第一步,林荞带着核心团队直接驻厂,吃住都在车间旁的临时宿舍,誓要把这第一件样件做扎实。
开工第一天,车间主任老周领着工人师傅们在场地旁集合,林荞拿着燃烧室的设计图纸,开门见山:“各位师傅,今天咱们做的是新一代火箭发动机的燃烧室样件,用的是咱们新研发的镍基合金,工艺按之前定的等温锻造+局部热处理来,我全程在这,有问题咱们随时解决。”
老周接过图纸翻了翻,指着燃烧室的弧形内壁:“林研究员,这部位弧度要求高,公差不能超过0.05毫米,而且是整体锻造,咱们车间的大型等温锻造炉刚调试好,就是不知道这新合金在炉里的成型效果咋样。”
“周主任放心,锻造参数我们反复测过,1100c恒温,锻压速度控制在每分钟5毫米,保准能压出精准的弧度。”张教授凑过来补充,手里还拿着工艺参数表,“这表给各位师傅每人一份,每一步的温度、时间都标清楚了,按表来就行。”
锻造组的组长老王是车间里的老手艺,接过参数表看了半天,皱着眉说:“林研究员,这新合金比普通镍基合金软一点,锻压的时候怕力道没控好,弧度会歪,要是压坏了,这锭合金可就浪费了,毕竟含着铼和钽,金贵得很。”
林荞笑着拍了拍老王的胳膊:“王师傅,我知道你担心,咱们先拿一小块合金试锻,先摸透这料子的脾气,试锻合格了再正式做样件,不着急,慢工出细活,首件样件必须做精。”
这话让老王松了口气,立刻安排徒弟搬来一小块合金锭,按工艺参数预热、锻压。林荞和张教授守在锻造炉旁,眼睛盯着温度显示屏,一点不敢挪开:“温度稳住1100c,别超也别低,预热时间够1.5小时再开炉。”
1.5小时一到,老王操控着锻造机,缓缓下压压头。合金锭在恒温下慢慢变形,很快就压出了一个小型的弧形试件。冷却后送到检测台,用三维测量仪一测,弧度公差0.03毫米,完全符合要求。
老王看着检测数据,咧着嘴笑了:“这新料子果然按参数来就好弄,脾气摸透了,正式锻压心里就有底了!”林荞也跟着放心:“那就开始正式做,王师傅,辛苦你全程盯着,有一点不对劲咱们就停。”
正式的合金锭有半人高,送进大型等温锻造炉后,预热、恒温,每一步都按标准来。这一等就是大半天,林荞团队和工人师傅们轮班守着,吃饭都是端着饭盒在炉旁吃,生怕温度出一点偏差。
终于到了锻压环节,整个车间的人都围了过来,连集团的技术总工都赶来了。老王稳稳操控着锻造机,压头一点点往下压,合金锭在炉内慢慢舒展,朝着燃烧室的整体形状变形。林荞站在观察窗前,实时喊着参数:“速度再慢一点,保持每分钟4毫米,弧度快到设计值了!”
锻压整整用了两个小时,当燃烧室的雏形从锻造炉里取出来时,所有人都忍不住鼓掌。这雏形轮廓清晰,弧形流畅,看着就比普通工艺做的规整。老周凑上去看了看,点头道:“林研究员,这雏形做得漂亮,接下来就是精加工和焊接了,这俩步也是关键。”
燃烧室样件不是整体一块锻压就能成的,还有几个连接口需要用同材质的合金坯料焊接,焊接的难度一点不比锻造小——新合金的焊接熔点和普通合金不同,焊材选不对、温度没控好,就会出现焊口开裂、融合不充分的问题。
焊接组的组长老李犯了难,拿着焊材清单来找林荞:“林研究员,咱们试了几种常用的镍基焊材,焊上去之后焊口都有小裂纹,检测说融合度不够,这新合金的焊材该咋选啊?”
林荞早就想到了焊接的问题,从包里拿出几卷特制焊材:“李师傅,这是我们专门为新合金研发的焊材,成分和基体合金基本一致,还加了一点铌,能提升焊口的韧性,你试试这个,焊接温度控制在1050c,比基体锻造温度低50c。”
老李半信半疑地接过焊材,先在试件上焊了一小段。焊完冷却后,用探伤仪一检测,焊口没有裂纹,融合度达到99%以上,完全达标。老李喜出望外:“林研究员,你这焊材太管用了!比我们试的那些强多了,这下焊接没问题了!”
正式焊接时,林荞就守在焊接台旁,老李每焊一段,她就用测温仪测一次焊口温度:“李师傅,这边温度稍高了点,调到1030c,焊枪走慢一点,让焊材和基体充分融合,别留空隙。”
“收到!”老李立刻调整参数,焊枪的火焰稳稳扫过焊口,特制焊材慢慢融化,和基体合金贴合在一起,焊道平整,没有一点飞溅。旁边的徒弟忍不住问:“师傅,这焊材咋这么好用,一点都不粘枪?”
“这是人家研发团队专门配的,跟基体合金是一对,能不好用嘛!”老李头也不抬,手上的动作一点不敢停,“这首件样件,焊口要是出问题,前面所有活都白干了,必须焊实了。”
焊接用了三天时间,几个连接口焊完后,燃烧室样件的整体形状就出来了。接下来就是精加工,打磨表面、校准尺寸,要求表面粗糙度Ra≤0.8μm,所有尺寸的公差都不能超过0.05毫米。
精加工组的师傅们拿着高精度打磨机,一点点磨掉样件表面的毛刺和锻压痕迹,林荞带着检测员,每磨完一个部位,就用三维测量仪和粗糙度仪检测一次。有一次磨完燃烧室的喷口部位,粗糙度测出来是0.9μm,稍微超标了一点。
林荞指着检测数据说:“张师傅,这里还得再细磨一下,差0.1μm也不行,发动机工作时,表面粗糙了会影响燃气流动,咱们必须做到百分百达标。”张师傅二话不说,拿起细砂纸,手工一点点打磨,磨了二十多分钟,再测粗糙度,刚好0.8μm,达标了。
张师傅擦了擦汗:“林研究员,你这要求是真严,不过也对,航天的东西,差一点都可能出大事,严点好!”林荞笑着回应:“辛苦张师傅了,就是因为严,咱们的首件样件才能经得起考验,后续量产也能按这个标准来。”
精加工整整做了五天,这五天里,林荞团队几乎没合过眼,困了就在临时宿舍的折叠床上眯半个小时,醒了立刻回到车间。陈阳看着林荞熬红的眼睛,劝道:“林姐,你歇会儿吧,我们盯着,有问题立刻给你打电话。”
林荞摇了摇头,手里还拿着设计图纸,对着样件比对尺寸:“没事,首件样件做出来不容易,每一步我都得亲自盯着,放心,等样件验收通过了,我再好好歇。”
终于,首件火箭发动机燃烧室样件彻底制作完成了。样件通体银灰色,表面光滑如镜,弧形流畅,尺寸规整,放在检测台上,一眼看去就透着精致。老周围着样件转了好几圈,啧啧称赞:“干了一辈子航天配件,从没见过做得这么规整的燃烧室样件,这新合金就是不一样,你们的工艺也太到位了。”
接下来就是初步验收,航天科技集团的验收专家组专程赶来,带着专业的检测设备,从尺寸精度、表面质量,到基体合金的成分、内部组织,再到焊口的融合度、无损伤性,一项项严格检测。
专家组的组长王总工,先拿着设计图纸和样件比对,又用三维测量仪扫了一遍整体尺寸,看着屏幕上的数据,点了点头:“尺寸精度没问题,所有部位的公差都在0.05毫米以内,比设计要求的还要精准。”
另一位验收专家用粗糙度仪检测表面,每一个部位都测了一遍,数据全部显示Ra≤0.8μm,专家笑着说:“表面质量太达标了,比咱们量产的常规配件还要好,手工打磨的功夫到家了。”
最关键的是内部组织和焊口检测,专家们用超声波探伤仪和金相显微镜,对样件的基体和所有焊口进行了全面检测。金相显微镜下,基体合金的晶粒均匀细密,没有一点内应力裂纹;超声波探伤仪的屏幕上,焊口部位没有任何缺陷,融合度极高。
王总工看着所有的检测报告,脸上露出了满意的笑容,拿起笔在验收表上签下了“合格”两个字,还盖了验收专家组的公章。他握着林荞的手,用力晃了晃:“林研究员,恭喜你们!首件燃烧室样件顺利通过初步验收,各项指标全部达标,甚至很多指标都超出了设计要求!”
听到这话,车间里瞬间爆发出热烈的欢呼声,工人师傅们互相击掌庆祝,林荞团队的所有人都红了眼眶,连日来的疲惫在这一刻全都烟消云散。陈阳激动地拿着验收报告,翻了一遍又一遍,嘴里念叨着:“过了!终于过了!咱们的样件合格了!”
林荞看着眼前的燃烧室样件,又看了看身边的团队和工人师傅们,声音带着一丝哽咽:“谢谢大家!这不是我一个人的功劳,也不是我们研发团队的功劳,是咱们所有人一起拼出来的!从锻造到焊接,再到精加工,每一步都离不开各位师傅的辛苦付出,谢谢大家!”
老王笑着说:“林研究员,你这话就见外了,能参与做新一代火箭的燃烧室样件,是我们的荣幸,而且跟着你们学了不少新工艺、新知识,我们也收获不少!”老周也跟着附和:“是啊,这新合金、新工艺,以后量产起来,咱们车间的技术水平又能上一个台阶!”
张教授走到样件旁,轻轻拂过表面,感慨道:“从实验室里的一小块试样,到现在这么大一个合格的燃烧室样件,这一路走过来,真的不容易。从合金成分优化,到涂层研发,再到工艺改进,每一步都踩坑,每一步都爬起来,现在终于看到成果了。”
林荞点点头,心里满是感慨。从接手航天特种材料研发项目开始,团队经历了首轮合金实验失败、纳米涂层结合力不足、加工工艺成品率低等一个又一个难题,现在终于做出了合格的发动机燃烧室样件,材料终于从实验室走向了实际应用的第一步。
验收结束后,林荞特意让团队和工人师傅们一起在样件旁拍了张合照,照片里的每个人,脸上都带着疲惫却欣慰的笑容。这张合照,不仅记录下了首件样件制作成功的时刻,更记录下了研发团队和车间工人师傅们并肩作战的情谊。
当天晚上,林荞终于能好好歇一觉了,她躺在临时宿舍的床上,给沈砚舟发了条消息,附上了样件的照片和验收报告:“首件燃烧室样件顺利通过初步验收,各项指标都达标了。”
没过多久,沈砚舟就回了消息,还打来了视频电话。视频里,沈砚舟的脸上满是笑容:“老婆,太厉害了!我就知道你们一定能成!这可是大喜事,我这边立刻安排后续量产的物资保障,跟样件制作配套的原料,我都提前备好了,就等你这边好消息。”
林荞看着视频里的沈砚舟,嘴角噙着笑:“辛苦你了,这边样件成了,接下来就是量产线的建设和样件的工况测试了,物资方面还得麻烦你多费心。”
“放心,物资保障的事交给我,你专心搞后续的测试和量产线建设。”沈砚舟的声音格外温柔,“你在厂里驻了这么久,肯定累坏了,多吃点好的,照顾好自己,别让我担心。”
挂了视频,林荞的心里暖暖的。她知道,这只是航天特种材料研发的一个重要节点,接下来还有样件的高温工况测试、量产线的标准化建设、材料的批量生产等更多的工作要做,还有更多的难题要攻克。
但看着车间里那台合格的燃烧室样件,林荞的心里充满了底气。这台样件,不仅是一块航天材料,更是团队所有人汗水和智慧的结晶,是研发团队和航天科技集团车间工人师傅们协作的成果。
第二天一早,林荞就带着团队开始制定后续的工作计划:一方面,把首件样件送到航天发动机测试中心,进行高温、高压、燃气冲刷等全工况测试,验证样件在实际工作环境下的性能;另一方面,配合航天科技集团,开始建设新型镍基合金的标准化量产线,把实验室的工艺转化为量产的标准流程。
车间里,工人师傅们已经开始按首件样件的工艺,制作第二件、第三件样件,为后续的工况测试做准备。锻造炉依旧在嗡嗡运转,1100c的恒温稳稳保持着,锻压、焊接、精加工的声音此起彼伏,构成了航天研发最动听的旋律。
林荞站在车间的窗前,看着忙碌的身影,看着那台崭新的燃烧室样件,眼中满是期待。她知道,这台样件,即将踏上新的征程,去接受更严苛的工况测试,而它背后的研发团队和所有为航天事业付出的人,也将继续并肩前行,朝着新一代运载火箭研制成功的目标,稳步迈进。
航天事业从来都不是一蹴而就的,它需要无数人在不同的岗位上默默付出,需要研发团队的攻坚克难,需要生产车间的精雕细琢,需要物资保障的坚实后盾。而林荞团队制作的这台首件发动机燃烧室样件,就是无数航天人努力的缩影,它承载着中国航天的梦想,即将在更广阔的天空中,绽放出耀眼的光芒。