手撕鋼中國造! 僅0.02毫米的超薄鋼材貴比黃金, 美國想買都得排隊
比世界上的黃金還貴,市場上價格按克來賣,就連美國都供不應求,這些標籤集合起來你第一時間你會想到什麼?
不錯,他就是我們今天的主角——不鏽鋼箔材,也就是我們常說的手撕鋼。
中國手撕鋼
手撕鋼如其名,極其薄的屬性讓人們能用手容易撕開。
它屬於世界上最薄的不鏽鋼品種,其厚度僅有0.02毫米,比一張A4紙張的厚度還要薄。
這種極薄的工藝只消用普通的不鏽鋼通過軋製而成,但其工藝難度卻是極大的,尤其是寬幅手撕鋼。
因此,手撕鋼的價格並不便宜。就算單張A4紙的大小,也就是29釐米與21釐米左右的長寬尺寸的手撕鋼,其價格能高至400元。
也就是說假如按重量來稱算,一克手撕鋼的價格能達到6元,已經趕超白銀。
而寬幅手撕鋼曾經更是遠比黃金還要精貴,究竟寬幅手撕鋼對工藝的要求也更爲嚴苛。
這種不鏽鋼箔要求厚度精度不能超過0.001毫米,寬度精度在0.1毫米之內。
同時,它的表面粗糙度以及對結晶的晶粒度的要求也很高,要求在於晶粒度對材料的塑性、強度、韌性等特性有間接的影響。
當然,手撕鋼的價格和製造尺度好像都有着一致的高度。
不外也恰是由於這種要求高度,才能讓手撕鋼成爲高新科技中重要的一部分,就好比高端電子、航空航天等多個領域都會運用得手撕鋼。
就連蘋果公司旗下的產品iPhone與iPad都是採用手撕鋼作爲logo材料,還有華爲柔性屏手機就是採用手撕鋼作爲其襯底,此外航空領域中的太陽能電池板也都用到了手撕鋼作爲材料。
手撕鋼超薄的屬性可以讓它在航空領域,太陽能電池板帶來輕而可摺疊的能力,在一定程度上還能開釋更多的空間領域,以供更多的應用。
不止如斯,利用超薄手撕鋼作爲材料,能夠造出更加精準的壓力傳感器膜片。
它能夠成爲航空領域中的隔熱材料,在新能源領域中,還可作爲電池的保護材料。
手撕鋼的運用廣泛,已可稱爲鋼鐵中的“稀土”材料,當然我國的手撕鋼不只是像稀土那樣在多種領域起到作用。
其製造水平在2018年就達到了國際領先水平,並榮獲中國國際產業展覽會大獎與冶金科學技術特等獎。
實現技術反超
但也許你不知道,如今被我國視爲驕傲的手撕鋼,實在在很早之前是被日本技術封閉的一大科技。
也恰是外國對它的技術封閉,導致了手撕鋼價格高於黃金,那我國的手撕鋼又是如何一步步達到國際領先水平的呢?說起來,它又會是一件滿載艱辛與耐勞的章程。
在那一段時間,我們也經常與手撕鋼打交道,但卻親熱不起來,由於它始終與我們隔着一層牆,那層牆的名字叫作國際。
它有着國際的劃定,國際的尺度,與國際的要求,其出產也佈滿了讓人顧忌又目生的困難。
作爲出產的尺度,鋼材不能有不良雜質,不能有不良雜質的相關元素。
其次需要將一塊鋼材壓薄,壓到比紙張還薄,且不能泛起一點印記,任何花紋、劃痕等痕跡都是一種失敗,就似乎在這個領域上佈滿不解的中國。
即便是用傳統工藝中的柔軟毛氈,也難免在不鏽鋼薄膜上面留下劃痕。接下來,還要考慮出產出來的薄膜的處理。
比紙張還薄的手撕鋼其不穩定性已是顯而易見,好像任何稍微的動作,或是一陣風都能讓它褶皺、捲曲。
但即使是這一系列可預見與不可預見的題目,也在我國科研人員的日日夜夜的努力下迎刃而解。
面對日本與德國等國家的技術封閉,2016年,我國的太原鋼鐵公司組建了“手撕鋼”科研攻關團隊。
太原鋼鐵公司一開始就跨越了國際標準要求,他們,要造屬於中國的手撕鋼。
出產過程中,他們藉助現代邊界積分算法的軋製模型,巧妙地解決了手撕鋼在出產中所會泛起的題目。
同時,在處理出產出來的手撕鋼,他們將640毫米的手撕鋼捲成2噸重的卷軸,給出了後期處理的謎底。
經由了一系列的研究與試驗,歷時兩年,太原鋼鐵公司化解了碰到的各種困難,終極在這一技術封閉之下突出重圍,打破陳規,成功造出了全球首發,寬600毫米,厚0.02毫米的手撕鋼。
在開發手撕鋼的整個過程太原鋼鐵公司歷時2年,期間遭遇了700多次試驗失敗,更是解決了600多項設備與工藝上的題目。
事實證明,這兩年多的努力沒有白費。
49項發明專利,44項授權,2項行業標準,18篇論文,每一樣都在宣告他們的成功。
太原鋼鐵公司不僅打破了國外的技術封閉,甚至在產品規格上完成了反超。
4年的奇蹟——超級鋼
而我國在鋼鐵發展的這段歷程上,突破封閉實現超車的天然不只有手撕鋼,就好比全球僅有3個國家把握的超級鋼被我國僅用4年時間研發成功。
所謂的超級鋼又稱作航母鋼,它是航空母艦需要的高端鋼材。
在早期的時候也只有美國、俄羅斯、法國他們三個國家把握製造超級鋼的技術。
要知道航空母艦的發展可離不開超級鋼,不但是美國,就連俄羅斯這一與我國關係融洽的國家也不願意將超級鋼賣給我國。
與很多技術領域一樣,我國充分意識到了自主研發的重要性,超級鋼的研發也隨之展開。
1998年,由王國棟帶領的研究團隊正式開展了超級鋼的研究工作,僅一年,我國就取得了突破性的成果。
隨後在2005到2009短短的4年時間,我國成功研發出了航母鋼,實現了中國第一艘航空母艦的正式服役。
而我國之所以能研發超級鋼,依仗的便是自主研發的控軋控冷技術。
鋼的控軋控冷技術是通過控制軋製過程中的加熱溫度、軋製工藝、冷卻前提等工藝參數,進步鋼的強度、韌性和焊接性。
而軋鋼是通過施加一定的壓力,使鋼錠和鋼坯在旋轉的軋輥之間發生外形和機能的變化。
在鋼鐵出產技術中,軋製控制是將粗鋼加工成高精度、高性能、高效益鋼材的樞紐工序。
王國棟院士幾十年來致力於我國鋼鐵軋製技術的研究與開發,通過軋製和冷卻過程控制和進步鋼材的機能。
實在控軋控冷技術在鋼鐵發展階段就已經有了概念。
好比,鋼鐵煉製中,需要調控溫度,一般會選用加入水進行冷卻,也就是說控冷技術與控軋技術早就泛起過了。
不外,在國外,控軋控冷技術存在系統上的題目,像是用水冷卻使用的是低壓的層流水,一會導致效率低下,二會造成鋼板變形。
同時,冷卻的方法過於粗拙,還沒有細化到快慢冷,在這方面的研究很匱乏,此外,鋼鐵的煉製需要經由焦化與燒結,化學反應,吹氧,去碳等多個呈遞式的步驟。
控軋控冷技術恰是通過在這些步驟來干涉干與鋼材,實現調節機能,讓粗鋼成爲高精度、高性能、高效益的鋼鐵產品的目的。
從產業稀土得手撕鋼,從手撕鋼到超級鋼,每一項技術突破都能成爲一段人人稱頌的自強佳話。
正如巴金的《戰士頌》中所說的“我激盪在這綿綿不息、滂沱四方的生命洪流中,我就應該追逐這洪流,而且追過它,自己去造更廣、更深的洪流。”