说起手撕钢材,很多人可能会想起早年间民间艺人的徒手撕钢盆,但我们要说的可不是什么杂技绝活,而是普通人都能轻易撕开的特殊钢材—手撕钢。
别小看这个小小的手撕钢,它的作用大到航天隔热件,小到手机面板或者是装饰元器件应用领域可谓十分广泛。早年间,我国曾经因为日德的技术垄断,多年无法翻身。
不过,值得高兴的是,如今我国已经完全能够独立自主制造手撕钢,跃居世界第一。那么,这种钢材究竟哪里厉害,中国又是如何打破垄断的呢?
什么是手撕钢?说起手撕钢,可能有人会有很多疑问,在大家的普遍认知中,钢材质地不是越坚硬越好吗?一个如此柔软的手撕钢又有什么用呢?
手撕钢的学名是不锈钢箔材,是一种薄如蝉翼厚度大概控制在0.1mm以下的特殊钢材。
0.1mm又是什么概念呢?头发男性的头发丝的一般在0.4mm—0.08mm左右,也就是说这个钢材仅仅只有头发丝的四分之一。
正因为它足够薄,所以才能直接用手可以撕开,故而称之为手撕钢。
不过,我们不能因为其容易撕开就片面的认为它失去了钢原本强度大、硬度高的特性。
从力学角度来说,手撕钢因为要经历更为复杂的加热、轧制、拉伸、淬火等处理,它的晶粒度已经非常小,而晶粒度越小,就代表这材料的硬度和轻度就越高,韧性、延展性就越好。
而且它本身就是由0.8mm的普通不锈钢材压制而成的,所以它也具有不锈钢耐腐蚀、耐高温、抗氧化的特性。
同时,手撕钢因为其独特的内部构造,使其具有良好的高导电性和磁性,从而形成一种隔离性强的屏蔽环,对于电磁波屏蔽也有着很好的作用。
也正是这些特点让它的应用领域如此广泛,从屏蔽电磁波的特性来看,手撕钢成为了军用对抗电子设备、飞机的首选材料,成为我军电子信息战的关键性因素之一。
从它的韧性以及延展性上来说,最实际的例子就是现如今的折叠屏幕手机,用户数以万计的折叠不断就是它韧性和延展性高的表现。
这种特性也使得它在太空探测领域大放异彩,例如许多空间站的太阳能电池板采用的可折叠设计,背后所支持的就是手撕钢。
同样,耐腐蚀、强度高、抗氧化等优点使得手撕钢在如今蒸蒸日上的新能源汽车行业也能够崭露头角,因为像这种车用高级电池的制造,所需要使用的材料必须轻量化,而且还需要具备相关的优良特性,于是,手撕钢便成为了他们的最好选择。
其实,在我们很多看不到的地方,例如服装、医疗、计算机、建筑等领域手撕钢已经成为了必不可少的重要材料,它的重要性早已不言而喻。
不过,在我国成功自主研发研制出手撕钢之前,这项技术一直被牢牢掌握在德国、日本等发达国家的手中。
制造手撕钢为什么如此难?过去的几十年时间里,我国没有这项技术,但工业的发展亟需这种材料,因此我国只能向他国购买。
然而,这些国家为了垄断这项技术,一直想方设法地遏制我国的发展,一张A4纸张大小的钢板,这些国家给出的价格竟然高达400元,要知道那还是30年前。
然而,让很多人想不通的是一张薄薄的钢板,制造起来真的有想象中的那么难吗?
“知之非艰,行之惟艰”,说起来,手撕钢就是把钢板压成薄薄的一片,原理很简单,但实现起来可不容易。
就拿手撕钢的误差来说,它必须维持在0.02毫米之内,误差不能超过千分之一毫米。而这就要求用来压钢的机器就不能是普通的钢轧机了,而是精密带钢轧,例如二十辊可逆式冷轧机。
在运转的过程中,技术人员需要将0.8mm厚度的普通钢材,一点点往薄轧。最夸张的是,每往薄轧制0.01mm,就需要使得机器的辊系上20个轧辊重新配比一次,再加上凸度、锥度等变量因素,需要技术人员在上万种辊系的配比中不断摸索。
而这只是蜀道难的第一步,在接下来还需要考虑钢箔的断带,这个过程就好比一些影视剧中的锻造神器一样,稍有不慎就会前功尽弃,而这一失败,就可能意味着成千上万甚至百万的经济损失。
同样,手撕钢你造出来是另一回事,可能否达到产品合格的要求则又是另一回事。
因为在这复杂的工序中,如果技术不成熟,或者生产车间不是百分百的无尘环境,很有可能生产出来的手撕钢存在划痕、花纹、褶皱,这就不符合相关的要求了,只能推倒重来,而这其中的时间、人力、材料成本也将会白费。
在过去的相当时间里,我国虽然知道生产手撕钢的具体工艺,但轧制的钢板却始终在0.5mm左右,缺乏必要的技术,但为了发展和节约成本,我国也曾尝试直接引进国外的生产线。
然而,这一需求很快就被日本、美国等发达国家一口回绝,2012年,我国花费重金请外国专家来到我国指导技术,而他们却嘲笑道:“中国永远造不出手撕钢,只能依赖于其他国家。”
打破国外垄断外商的这些做法深深刺激到了中国的科研人员的内心,自此在他们心中竖起了“外国人能做好的事情,中国人肯定能做好,外国人做不到的事情中国人一定会做好”的钢铁信念,成立以太钢集团不锈钢“手撕钢”为首的国内创新研发团队,正式向着目标进发。
不过,项目刚开始的时候,由于缺少必要的技术指导,研发团队只能在这个空白的领域内慢慢摸爬滚打。
刚开始,失败在他们看来是十分家常便饭的事情,特别是在关键技术的攻坚克难阶段,他们平均每两天就会经历一次失败,要知道几乎没有人能够在失败中能够一直保持着高昂的情绪,我们的研发人员也是一样。
但是他们在失败后,没有选择一蹶不振,而是立马清理好机器,然后拿出本子来围在一起讨论经验教训,为下一次进发做好准备,项目经理曾说道:“光是他们用来记录数据的本子就高达1米多。”
同样,企业也为团队提供了最大的支持,明确出台了保护措施,创新成本一律剔除考核,鼓励研究人员大胆创新,勇敢试错,极大促进了科研人员的热情。
“皇天不负苦心人”凭借企业的大力支持和研究人员的钢铁般的意志,研发团队上下一心、同仇敌忾,仅仅两年就攻克175个设备难题、452个工艺难题,在经历了700多次失败后,终于在2019年,“手撕钢”真正实现了优质量产。
太钢手撕钢一经问世,举国震惊,《必由之路》《新闻联播》、人民日报、新华社等媒体相继对“手撕钢”进行了专题报道,也收获了2019年国内冶金行业各个大奖。
同样,太钢手撕钢也以优质和较低的价格获得了国内外客户的一致好评,从2018年开始,太钢手撕钢的国内市场占有额便已经来到70%以上。
实习手撕钢国产化后,他们没有骄傲自满,而是继续砥砺前行、推陈出新,在团队所有人的努力下,2020年8月,太钢手撕钢刷新世界纪录,手撕钢的厚度达到了0.0015毫米。
2023年,太钢研发团队再次刷新纪录,将手撕钢的最薄厚度提升到0.012毫米。
星星之火可以燎原,太钢敢于创新、砥砺前行的精神让国内手撕钢行业开始新兴起来,四川鞍钢、福建青拓、上海实达等等都陆续发展起来,彻底打破了外商一家独大的局面。
手撕钢的价格因此也被打了下来,这对于我国来说是一件天大的好事,因为手撕钢应用领域非常之多,原先价格高昂的时候,很多企业不愿意花费重金开发新的产品,价格下来之后,各行各业就可以放开手脚进行发展了。
从落后到追赶,再到创新,太钢付出了太多太多,而他们的奋斗不就是这个时代赋予我们每个人所需要经历的缩影吗?
正如太钢研发团队廖席所说的:“年轻的队员们,面对失败也没有别的想法,就是干!”
太钢的奋斗历程不仅是一个企业的事迹,更是对于每个人的启示:只要我们勇于拼搏,坚持不懈,就能够战胜困难,取得成功。
参考资料:
[1]中国宝武:厚度仅0.1毫米 世界最薄“手撕钢”轧制成功[J].现代国企研究,2023(7):9-9
[2]王天翔.“手撕钢”诞生记[J].企业管理,2019(9):76-79
[3]手撕钢 百炼钢做成“绕指柔”[J].科技创新与品牌,2022(8):99-99