郭宇 杨敬明
4月初，国务院国资委组织编制的《中央企业科技创新成果产品手册（2023年版）》正式公布。由中国机械总院集团沈阳铸造研究所有限公司（以下简称“沈铸所”）高端装备轻合金铸造技术科技创新团队研制的超大规格钛合金铸件铸造工艺入选。
在前不久举行的“国家工程师奖”表彰大会上，该创新团队被授予“国家卓越工程师团队”称号。团队负责人娄延春说，作为国家队，我们不仅要着眼现在，更要面向未来，对标全球知名铸造研发单位，提升我国装备制造业科技水平。
为白鹤滩水电站“心脏”铸叶片
“能够承担白鹤滩水电站水轮发电机组导叶、叶片过流部件的研制和生产任务，我们倍感骄傲。”娄延春说。
2015年，随着大型热处理炉炉门打开，15吨重的电渣熔铸曲面板坯被缓缓移出，其散发的热浪高达到1050℃。在台面尺寸为5000毫米×6000毫米的特制7000吨模压机压制下，水轮发电机组曲面叶片模压成形。
这些电渣熔铸模压叶片被应用于白鹤滩水电站的“心脏”——全球首批单机容量百万千瓦的水轮发电机组。
作为世界第二大水电站，白鹤滩水电站全部采用国产水轮发电机组，实现了国家重大水电装备由“中国制造”到“中国创造”的巨大飞跃。而来自沈铸所的电渣熔铸模压叶片，在水轮发电机组中发挥着重要作用。
针对国家重大装备和项目需求，沈铸所创新团队开发了“电渣熔铸+热模压”工艺。该工艺解决了纯净化冶金和曲面异形件精密成形等关键技术难点，铸件内部质量达到国际同类产品最高等级水平。“电渣熔铸+热模压”工艺攻克了6项关键技术，取得了10余项发明专利，其成套技术和装备为国际首创，具有自主知识产权。
长期以来，沈铸所创新团队致力于大型复杂高性能铸造技术基础研究及工程实践，相关技术应用于三峡水利枢纽工程、白鹤滩水电站等重大工程，突破了大型复杂高性能铸件精密成形关键技术，攻克了超常使役合金整体铸造形性控制难题，在国家重大工程项目实现了高效、可靠、批量工程应用。
迎难而上助力“航天梦”
除了水轮机不锈钢铸造技术领域，沈铸所创新团队还在航空航天等领域攻坚克难，完成了多项重要科研成果，为我国相关领域的装备自主化研制提供了保障。
团队研发的“高性能铸造钛合金及其大型复杂件精密成形系列关键技术”，用于生产数百种优质钛合金铸件，应用在载人航天、探月工程、长征五号等国家重点工程。
2016年11月3日，伴随着巨大的轰鸣声，经历了漫长期盼和等待的长征五号首飞火箭在中国文昌航天发射场一飞冲天，刺破苍穹。创新团队经历近二十年的研发，为其提供的两款新型氢氧发动机氢泵、级间壳体等十余种核心钛合金铸件也随长征五号一同见证了此次中国火箭技术的重大飞跃。
“长征五号是中国自主研制的第一款新型大运载火箭，芯一级采用了以液氢和液氧为推进剂的氢氧发动机，其级间壳体铸件的流道结构极其复杂，制备难度非常大。”沈铸所创新团队成员谢华生说。
从上世纪90年代开始，沈铸所创新团队就开始针对氢氧火箭发动机钛合金铸造技术开展研发工作。当时，沈铸所还不具备制造如此复杂钛合金铸件的条件，这对当时主动请缨的谢华生来说，是个不小的挑战。
“这个铸件复杂到什么程度？最初给我看平面图，根本就看不懂，因为内部结构重叠得太厉害了！”沈铸所创新团队成员赵军忆及当年感叹道。
不具备条件，那就创造条件。经过不懈努力，涉及铸造材料、工艺、装备的一系列关键核心技术获得重大突破，多项成果达到国际领先水平。2016年10月、2020年5月和2023年2月，沈铸所先后三次收到了长征五号运载火箭型号办公室发来的感谢信。
在航空制造领域，发动机用复杂铝合金机匣铸件的制备难题长期都无法攻克。2008年，针对铸件复杂油路成形不完整、冶金质量差等问题，中国航发组织国内20余位领域专家进行研讨。会上，基于国内现有的工艺技术路线，大部分专家均表示“束手无策”。对此，沈铸所团队创新性提出“采用国际先进的砂芯成形和反重力铸造工艺相结合的办法解决该类问题”，并主动申请承担了该项技术攻关任务。
“沈铸所作为国内唯一的国家级铸造研究机构，就是要解决别人解决不了的难题，攻克别人攻克不了的技术，我们不仅有这个骨气，更有这个底气！”娄延春说道。面对这个“烫手的山芋”，团队成员不但没有畏惧，反倒异常兴奋起来。
深夜的厂区，机器终于停止了轰鸣，办公楼二楼的那盏灯，在夜晚格外闪亮——创新团队成员、铝镁合金方向学术带头人冯志军研究员正带领技术骨干们分析讨论最新一轮的实验结果。
“咱们自主研发的真空抽气及开放式反重力铸造数字化复合成形工艺已经能够实现铸件的完整充型，但铸件仍有针孔缺陷。如果我们对高温熔体精炼变质细化成套技术及装备再次改进，一定能解决缺陷问题”，会议室里传来了团队成员们讨论的声音。
多少个日日夜夜的辛勤付出，多少次反反复复的尝试与探索后，团队最终攻克了空间复杂变截面超长树脂砂管芯及异形砂芯制备、高纯净度合金熔体制备、细长油管整体铸造成形、复杂铸件冶金质量及尺寸精度控制等一系列制约我国复杂铝镁合金铸件研制过程中的关键技术难题。
此外，团队研发的“优质铝/镁合金及其变压反重力铸造成套技术”还获得了国家科学技术进步奖等荣誉，用于生产数百种大型复杂铝、镁合金优质铸件，应用于舰船、高铁、能源等多个国家重点工程项目。
“未来，创新团队将继续坚持“四个面向”，聚焦铸造应用基础和前沿技术研究，探索前瞻性的铸造新材料、新工艺、新装备，为国家高端装备制造产业的发展贡献更大力量。”娄延春说。
“沈铸所作为国内唯一的国家级铸造研究机构，就是要解决别人解决不了的难题，攻克别人攻克不了的技术。我们不仅有这个骨气，更有这个底气！”娄延春表示，未来团队将继续聚焦铸造应用基础和前沿技术研究，探索前瞻性的铸造新材料、新工艺、新装备，为国家高端装备制造产业的发展贡献更大力量。
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