英佛曼：高端装备的卫士

 

 

　　装备在使用（或闲置）中产生的摩擦磨损和腐蚀，往往会造成很大的经济损失。这种经济损失在发达国家通常占GDP的4%-5%。我国是装备制造业大国，也是装备使用大国，装备运行的损失远大于发达国家。据中国工程院院士徐滨士的报告中指出，我国因摩擦磨损和腐蚀造成的经济损失高达GDP的9.5%。2020年我国GDP为102万亿元，如果摩擦磨损和腐蚀损失以GDP的9.5%计算，则为9.5万亿元，损失之大十分惊人。

　　“这其中有相当一部分损失可以通过实施纳米涂层技术挽回，挽回的比例一般为摩擦磨损和腐蚀造成的经济损失的25%-30%。”上海英佛曼纳米科技股份有限公司（以下简称“英佛曼”）董事长李刚说。也就是说，如果我国在2020年全面应用纳米涂层技术，则应挽回2.38万亿元-2.85万亿元的经济损失。

　　由此可见，纳米涂层技术在国民经济中的广泛应用势在必行。

　　

　　纳米材料及其在工业领域的应用是当今世界制造强国竞争的制高点。在这方面，西方国家一直居于领先地位，由于其对关键技术严格保密以及我国研发投入的不足，导致我国纳米材料研发和在工业领域应用的成果十分有限，很多领域处于空白状态，以至于成为制造强国建设的薄弱的环节，甚至被“卡脖子”。

　　纳米材料属于产业基础的组成部分，它对一国的制造水平起着至关重要的作用。所以，在我国制造强国建设战略中，纳米材料作为重点突破的领域被列入强基工程，以期解决纳米材料的“锁喉之痛”。

　　在这样的大背景下，英佛曼于2009年应运而生。英佛曼是一家致力于纳米材料研发以及在工业领域应用的公司，其自主研发的纳米材料和纳米涂层制备技术达到国内领先、国际先进的水平，填补了国内外多项空白。2017年，英佛曼建起国内首条纳米涂层技术产业化生产线，率先实现纳米材料应用技术在国内的产业化发展，现以占据90%市场规模的业绩成长为领军企业。因此，英佛曼被誉为“纳米涂层技术和产业化应用的先行者、引领者”。

　　我国纳米材料的研发和应用自九十年代开始，曾经一度形成了一个纳米热潮，纳米材料公司如雨后春笋般出现。但“很多号称为纳米材料的，并不是真正意义上的纳米材料。纳米作为一个度量单位，国际上的定义是1到100纳米之间的尺度称之为纳米。纳米技术是能够合成、表征和处理100纳米以下尺度的物质的技术，其所形成的结构尺度也是小于100纳米”。有机和无机的纳米材料又可分为金属、陶瓷、高分子、复合材料等”。英佛曼总经理田庆芬说，“超过100纳米的材料，不是真正的纳米材料，顶多是一种亚微米材料。”

　　据了解，在英佛曼纳米涂层技术实施之前，国内掌握和使用的技术是300纳米左右的微米材料和微米涂层技术，应用水平低、范围窄。而英佛曼的涂层技术所形成的涂层性能在硬度上可达HRC93以上、致密度大于99%、结合力80-120MPa,纳米陶瓷涂层弯曲90-180度不开裂不剥落。英佛曼所制备的功能性纳米涂层在国内钢铁、能源、石化、机械、航空、航天、汽车、医药、海洋装备等领域的应用都属首次，尤其是在潜艇上的应用，打破了美国的技术垄断，提升了潜艇的性能，仅水下绝缘的纳米陶瓷涂层的绝缘性能就超过了国军标的两百倍以上。

　　相比现有的微米级的商业涂层技术，纳米涂层的优越性能可提高生产效率，延长设备使用周期 3-10倍以上，降低维护费用，具有很高的性价比和经济效益。同时，涂层有多次重复使用或修复的潜力，可以进一步提高经济性，实现节能环保，提供材料资源的利用率和起到环境的影响作用。也为高端装备的绿色再制造创造了很大的想象空间。

　　

　　英佛曼以十年磨一剑的精神，十几年来专注于纳米材料和涂层制备工艺研发，最终解决了纳米材料从概念到工业应用的被业界公认的世界难题。

　　“我是军人出身，我有一个挥之不去的提高军事装备水平的情结。军事装备离不开材料。英佛曼正是通过对材料和工艺的研发，形成了双核技术驱动的竞争力。”李刚介绍。

　　十多年来，英佛曼的研发团队从最初的6个人发展到现在已经形成了一支训练有素的专业团队。这个研发团队可根据不同的工况，以及金属、陶瓷材料的不同特性，制备耐磨损、耐高温、耐腐蚀等各类纳米结构的功能性涂层，并为客户提供不同的纳米涂层方案和工艺方案，从而满足客户的最佳、有效的需求。这一点我们可以从英佛曼纳米涂层技术在几个钢铁企业的应用项目中窥见一斑。

　　英佛曼研发的第一个项目就是被日本所垄断的生产汽车板的冷轧镀锌沉没辊的涂层技术。冷轧汽车板达到汽车用板的要求必须在470℃的锌溶液里浸镀后方可使用，如果生产线的沉没辊没有涂层，辊子基体很快会产生结瘤以及熔融金属的腐蚀，对汽车板带造成很大的影响，当时的宝钢曾花费巨资引进日本的镀锌沉没辊的涂层技术。

　　在采用了英佛曼纳米技术后，几十套纳米涂层的沉没辊使用下来，试验周期的结果是最长在线使用寿命达到了47天，安全生产周期30天，较日本TOCALO涂层技术的平均15天的使用寿命有了巨大飞跃。这也宣告英佛曼自主研发的冷轧镀锌沉没辊的抗结瘤、耐熔融金属腐蚀、抗粘锌的纳米涂层技术打破了长期以来被日本垄断的局面。这个项目为钢厂延长了设备使用寿命，提高了产品质量，节约了巨额资金，降低了生产成本。在此基础上英佛曼公司又成功开发了650℃高铝锌沉没辊纳米涂层技术以及锌锅炉鼻子不粘锌纳米涂层技术，填补了世界空白。

　　日本川崎重工为宝钢提供的用于余热发电的TRT透平机转子，在正常使用1年后，风机转子的叶片就会由于腐蚀、磨损、粘尘等原因造成叶片减薄，或者表面布满点蚀坑而停产。在采用了英佛曼自主研发设计的耐腐蚀、耐磨损、抗粘尘纳米涂层后，叶片不但没有出现腐蚀、磨损、粘尘等问题，而且使用寿命还提高到了3年以上。在4000立方米的高炉上使用，日发电量由40万度提高到50万度。英佛曼的这项技术填补了世界空白。这个敢为天下先的创新成果，最后迫使日本川崎重工降低了1/3的销售价格。

　　再有，为了解决钢厂冷轧酸轧生产线拉矫辊使用寿命短、产线生产效率低、停机换辊频繁的问题，英佛曼经与客户深度交流和沟通，最后为其量身定制了一种超耐磨损的纳米涂层技术方案。该涂层硬度可达到HRC90以上，涂层厚度只有100um，涂层与基体的结合力为80MPa以上，拉矫辊的过钢量一次性由原来的1万吨提高到了30万吨，使用寿命也由5-7天提高到了5个月。仅此一项技术就为宝钢酸轧生产线每年两百多根的辊耗降低到95根的辊耗，节约成本百万元以上。目前，这项涂层技术已经被宝钢、武钢、攀钢等生产线全面推广使用。

　　采用该类技术在攀钢生产高铁钢轨的轨梁万能线的输送辊道上使用，过钢量由原来的9万吨因磨损需要停机修复或换辊，直接提高到过钢量280万吨免维护。不仅极大的提高了生产效率和产量，并且有效提高了安全生产系数。

　　回顾这些项目，李刚感慨地说：“这都是材料决定制造水平的经典案例。”

　　十多年来，英佛曼秉承材料和工艺“双核技术驱动＋客制化涂层”的发展战略，专门致力于工业纳米材料研发和产业化应用。英佛曼自主研发的纳米新材料体系和表面涂层系列，在各行业应用的工业产品超过100项，涵盖所有核心工业领域，为我国工业发展作出贡献。“如果以纳米技术的创新性、应用广度、技术成熟度为衡量标准，英佛曼可称为‘高端装备的卫士’。”

　　

　　2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话宣布：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”实现“双碳”目标是履行一个负责任大国的责任，也是我国走绿色发展之路的内在要求。

　　2020年我国GDP突破100万亿元（102万亿元），碳排放为100亿吨二氧化碳。我国2020年因摩擦磨损和腐蚀造成的经济损失为9.5万亿元。如果通过实施纳米涂层技术挽回2.38万亿元-2.85万亿元，那么，也就大致相当于减排2.38亿吨-2.85亿吨二氧化碳。

　　因此，纳米涂层技术的产业化应用不仅有助于提高设备使用寿命、质量、性能，从而助推工业转型升级和供给侧结构性改革，还有助于节能减排、实现“双碳”目标。

　　改革开放以来，中国经济的持续高速增长，为材料表面工程行业的发展及应用领域的拓展提供了前所未有的机遇和条件。国家制造强国战略的提出和实施，为纳米涂层技术在工业领域的应用提供了更为广阔的空间。我们已经知道，钢铁、冶金、船舶、航空航天、能源、石化、医疗等领域，由于摩擦磨损和腐蚀造成的经济损失巨大，而纳米涂层技术通过赋予材料表面优异的功能，能够满足更高性能的使用需要、显著延长设备的服役寿命，并通过设备的循环修复使用延长材料的总体寿命，从而减少资源消耗，提高资源利用效率。在我国大力推进绿色发展、建设节约型社会、实施“双碳”目标战略的今天，全面推进纳米涂层技术的在工业领域的应用，其意义显得更加重大。

(智 强)