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征宙机械WPC精密夹头亮相APEC技展会

发布时间：

2023-11-10 16:37

11月9日，由工业和信息化部、山东省人民政府共同主办的第十二届亚太经合组织（APEC）中小企业技术交流暨展览会（下称APEC技展会）在青岛开幕。工业和信息化部副部长徐晓兰、山东省副省长周立伟出席开幕式和主论坛并致辞。来自17个APEC成员经济体和19个共建“一带一路”国家的1621家企业参展参会。

在为期3天的“APEC时间”内，技展会紧紧围绕“绿色发展 数字赋能 融通创新 合作共赢”主题，以论坛、产业链活动、技展会展览为媒介和平台，全力展示中小企业新技术新成果，其中山东征宙机械股份有限公司（以下简称征宙机械）发布的WPC精密夹头在第一天亮相便受到广泛关注，德州市原常务副市长、一级巡视员刘长民，鑫巨半导体首席技术官 MARCUS LANG，南非客户M女士与众多参展企业共同见证了这一时刻。

2023年6月，我国科技领域一项卡脖子技术“微细球形粉末喷丸技术（WPC）”就在征宙机械实现小批量推广应用。这次展出的喷丸系列产品标志着微球喷丸技术在经过多年研发之后实现了产业场景的落地，必将对我国金属表面处理行业产生革命性影响。

作为中国机床附件行业龙头企业，征宙机械一直致力于技术创新和产品研发，例如此次参展的弹簧夹头，除了惊艳的WPC技术外，对刀具的高同心度夹持，给予机床刀具更长的寿命，有效改善工件的抗疲劳强度，且精度跳动小于5µm。夹持直径范围从直接1毫米到36毫米多种型号。正是凭借不断的技术和质量的积累，征宙机械赢得了国内外客户的信赖，产品出口美国、德国、丹麦、瑞士、南非等50多个国家和地区，成为全球著名工具商的长期合作伙伴。

所谓微球喷丸就是采用压缩空气将微粒子球丸加速到很高速度后冲击被处理材料的表面，在不改变尺寸精度的前提下， 大大增强工件表面抗疲劳能力。

疲劳、磨损、腐蚀，是世界公认的机械工程制造三大难题。

所谓疲劳，是指材料在循环应力和应变作用下，在一处或几处逐渐产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。通俗讲，好比一根铁丝，经过反复折弯后，就会发烫，直至断裂，这就是疲劳所致。

“疲劳”问题的发展，最早可追溯到1830年，虽历经近两百年的研究探索，时至今日，“疲劳失效”问题仍位居三大难题之首。因为磨损可以通过预警提前预防，腐蚀可以通过修整、防护延长寿命，而疲劳则是在没有任何征兆情况下突然断裂，可谓防不胜防。

“成形”制造技术是世界第一代工程制造技术，已传承百年，它追求的是“形位精密”，目标是向“近无缺陷”方向发展，但没有解决疲劳问题，导致关键构件存在着寿命短、可靠性差和结构重等突出问题。

美国从1948年至1970年，举全国之力，研究发明了第二代制造技术——“表面完整性”制造技术，这是一门“切削加工+疲劳学”的跨学科技术，通过构件表面强化，改善疲劳强度应力集中敏感，以延长产品寿命。这项技术使得西方在高端制造方面处于垄断地位，但疲劳问题仍没有解决，世界制造至今未升级转型。

关键构件是高端制造的核心，主要包括传动构件，如齿轮、轴承等；转动构件，如叶片、轮盘等；以及主承力构件起落架、对接螺栓等。长期从事航空材料研究的赵振业院士认为，关键构件是设计、制造和材料三个技术体系的集成，其基本特性是：决定装备主要功能，体现寿命与可靠性，失效酿成灾难性后果，疲劳是主要失效模式。

轴承被称为工业的“关节”。第二次世界大战中，苏、德两军进攻对方，轰炸目标都是对方轴承厂，可见轴承的重要性。高性能轴承和齿轮是机械系统中的关键构件，在直升机、航空发动机、赛车及其他精密机械领域中广泛应用，其性能成为制约各种机械性能寿命和可靠性的重要因素。

二十世纪六十年代，美国把双真空熔炼技术引入齿轮钢，解决了传动系统的关键难题，他们制造的航空主轴承寿命长达数千小时甚至上万小时。为此，美西方5家公司在长达50多年时间里垄断了全世界高端轴承80%的市场、航空和高铁100%市场。当时，我国高性能齿轮轴承钢技术十分落后，航空主轴承寿命不足200小时，严重制约了航空发动机、直升机等武器装备和高端机械产品的发展。

据机械专家徐辉博士介绍，征宙机械推出的新型高效、高质、低成本和绿色的电弧微爆制备金属粉末技术，可以较好地满足增材制造、喷涂、涂料、粉末冶金和 MIM 等行业的需求。“金属粉末产品具有粉末粒径细小、粒度分布较窄、球形度高、流动性好和松装密度高等特点，且材料成分可用户需求调整，含氧量低，能为用户提供小批量、可定制和协同合作的解决方案。”徐辉博士表示。

国务院特贴专家、原济南一机床总经理李明业认为，国内高品质微细球形金属粉末及制粉设备主要依赖于进口，国产粉末质量较差和性能不稳定，主要原因主要是制粉设备和制粉工艺上不过关。微细球形金属粉末广泛应用于 3D 打印、激光熔覆、等离子熔覆、药芯焊丝、热喷涂、冷喷涂、粉末冶金、金属粉末注射成型技术（MIM)、微球喷丸和汽车金属漆等重点行业领域，市场需求量巨大，因此突破国内高品质微细球形金属粉末和制粉设备有巨大的社会效益和经济效益。

李明业表示，征宙机械致力于各种超精密加工关键零件的表面喷丸强化和抛光处理，从而提高关键零部件的疲劳寿命，赋能山东制造业转型升级。目前正在与山东轨道交通、智能家电、海洋船舶、传统化工等相关领域的龙头企业开展技术交流。未来力争将制造技术应用于航空航天、军工装备和核工业等军用市场。另外，精密齿轮、轴承、连杆等，模具加工，汽车配件，海洋装备和医疗器械等民用市场应用空间巨大。

早在2021年12月29日，国家在《“十四五”原材料工业发展规划》中明确指出了微细球形金属粉末属于前沿材料和关键材料，并被《科技日报》列为制约我国科技发展的35项卡脖子技术第25项。

据中南大学博士、原三一重工材料所所长贡太敏介绍，超精密加工是现代尖端技术发展中不可或缺技术，超精密部件对材料表面性能提出了越来越高的要求，疲劳磨损与失效是导致精密设备严重故障的主要原因，而微球喷丸抛光处理作为机加工成形的最后一道工序，能很好弥合超精密加工许多不足。他指出，微球喷丸抛光技术可以在不改变尺寸精度的情况下，通过组织纳米结晶化形成硬度很高的表面冷作硬化层，增强表面抗疲劳磨损性能，减少残余应力，防止低温脆性，提高工件机械性能，改善部件表面粗糙度和表面形貌，从而形成工件高硬度、高密度、高球形、高韧性、高耐磨性。在军工装备精密传动部件、液压气动部件、精密冲压模具、精密数据刀具等领域都有广泛需求。