在制造业向高质量转型的浪潮中,泵类设备作为工业生产的“心脏”,贯穿冶金、矿山、石油化学工业等关键领域,其核心部件泵壳的品质直接决定了设备的运行效率、能耗水平与常规使用的寿命。然而长期以来,国内泵壳铸件行业始终被三大痛点掣肘:一是热处理工艺粗放,多依赖经验主义操作,缺乏科学的参数控制体系;二是铸件性能不稳定,内部组织应力分布不均,易出现裂纹、变形等缺陷,导致产品合格率仅能维持在85%左右;三是耐磨抗腐性不足,在高温、高压、强腐蚀的恶劣工况下,常规使用的寿命普遍不足800小时。这样一些问题不仅让企业陷入“频繁维修-产能下降-成本增加”的恶性循环,更使国内泵业在高端市场之间的竞争中受制于进口技术,进口泵壳铸件成本较国产件高出3-5倍,严重制约了行业的高质量发展。
石家庄宏昌泵业有限公司总经理刘辉,深耕工业设施管理与研发领域多年,始终以“扎根生产一线、破解行业痛点”为初心。在走访全国多家冶金、矿山企业后,他深刻意识到:“泵壳铸件的热处理工艺,看似是生产环节的‘小细节’,实则是决定泵业竞争力的‘关键棋’。不突破这一技术瓶颈,中国泵业就难以摆脱‘大而不强’的困境。”正是这份行业责任感,让他下定决心牵头攻关,开启了为期两年的“泵壳铸件热处理工艺革新之旅”。
不同于实验室里的理论研究,刘辉的研发之路从始至终扎根在生产车间。为了精准定位传统工艺的症结,他带领研发团队蹲守车间,累计记录分析三千余组不一样的材质、不一样的规格泵壳铸件的加工数据,涵盖加热温度、保温时间、冷却速率等12项关键参数。“传统工艺就像‘一锅煮’,不管铸件材质是球墨铸铁还是合金铸铁,都用同样的温度和时间加热,结果就是有的部位没‘熟透’,有的部位已经‘过烧’。”刘辉通过数据分析发现,应力集中与冷却不均是导致铸件缺陷的核心原因。
针对这两大症结,团队开启了分阶段攻关。在加热环节,他们摒弃传统单一温度区间模式,创新设计“三段式梯度加热”技术。为实现这一精准控制,刘辉带领团队自主改造加热炉温控系统,将温度精度从±5℃提升至±1℃,相当于为铸件打造了“定制化加热方案”。在冷却与稳定环节,团队进一步研发“分级控冷+回火稳定”复合工艺。传统自然冷却方式易导致铸件表面与心部温差过大,产生热应力裂纹。刘辉团队根据不一样的材质铸件的热膨胀系数,设计多段式冷却曲线:先在等温槽中进行初步冷却,再转入空气冷却至室温,最后通过低温回火处理,持续4小时释放残余应力。“这就像给铸件‘慢降温’,避免因冷热交替过快‘感冒’。”刘辉形象地解释道。经过上百次试验调试,团队最终确定了16套针对不一样材质、不同规格泵壳的工艺参数方案,形成了完整的创新工艺体系。
2021年8月,“一种泵壳铸件热处理工艺”正式获得发明专利证书,更需要我们来关注的是,这项专利技术彻底打破了高端泵壳依赖进口的被动局面。此前,国外某矿山企业因进口泵壳供货周期长达6个月、售后响应慢,生产常陷入停滞。在试用宏昌泵业采用该专利工艺生产的泵壳后,企业发现其性能完全媲美国际知名品牌,且采购成本仅为进口产品的三分之一,供货周期缩短至15天,为中国泵业技术“走出去”树立了标杆。
“好的技术不应是‘独家秘籍’,而应成为推动行业进步的‘共享财富’。”刘辉始终秉持“行业共荣”理念。获得专利后,他并未将技术束之高阁,而是通过行业协会等平台,多次组织技术对接会,丝毫没有保留地分享工艺参数、设备改造方案与实践经验。在他的推动下,河北区域10余家铸锻企业引入该工艺核心技术,整个区域泵业产业链逐渐完成技术升级。
在“双碳”目标引领下,刘辉还进一步拓展专利技术的绿色应用边界。“未来,我们计划将AI预测性维护、数字孪生等技术与热处理工艺结合,打造‘智能工艺系统’,让每一台泵壳的生产的全部过程都可追溯、可优化。”谈及未来,刘辉信心满满。从生产一线的“问题猎手”到行业技术的“革新者”,刘辉用一项发明专利破解了泵业“卡脖子”难题,用实际行动诠释了“中国智造”的力量。在他的带领下,中国泵业正从“制造大国”向“制造强国”稳步迈进,为全球工业设施领域贡献更多“中国方案”。(文/陈湘云)
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