胡正寰：中国轴类零件轧制技术开创人

2018-06-11供稿贾朝董道远

金属世界 2018年3期

供稿|贾朝，董道远 /

斜轧横轧，三寸件值千金，小钢球却有大作为；春华秋实，六十年研一术，老教授好似新青年。这幅对联是胡正寰院士致力于轴类零件轧制技术，为轴类零件轧制技术转化为现实生产力所做突出贡献的真实写照。胡正寰，中国工程院院士，现任北京科技大学教授、“国家高效零件轧制研究与推广中心”主任。

胡院士生于1934年。旁人或许认为，年逾八十的人，过的应当是含饴弄孙、颐养天年的生活，每天大概是散步遛弯、喝茶下棋、读报写字，这样的生活倒也舒坦。但是这位胡老教授偏要当一个“上进青年”，认定要和零件轧制这个 “老伙计”再过上几十年招儿，一定要带领自己的团队，把轴类零件轧制技术转化为更广更大的生产力，为社会造福。走在校园，这是一位朴实稳健、精神矍铄的忠厚长者；走进车间，这是一位有着六十年工龄的“老工人”。即便是年逾八十的年纪，作为“国家高效零件轧制研究与推广中心”主任的他仍然每天工作在第一线，与生产线小零件为伴，在机器日夜的轰鸣声中续写着他和轴类零件轧制技术六十年的缘分。用胡院士自己的话说，“将轴类零件轧制技术转化为现实生产力是我的毕生追求”。

图1 胡正寰院士一线工作照

入行——南北奔波，“误”入正途

1934年，胡正寰出生于黑龙江哈尔滨。在那个动荡的年代，胡正寰在哈尔滨这座冰雪城市仅度过了一年，之后随着父亲离开中东铁路总部(哈尔滨)到四川黄埔军校(成都)任教俄文，胡正寰一家在成都生活了八年，直到抗战结束。1945年，胡正寰随家人来到江城武汉，进入了当时的湖北省立高级中学(现武汉市第十四中学)就读。

少年时期的胡正寰，走过了南北三座城市，经历过冰城的动荡风雪，见识过天府的肥沃土地，领略过江城的磅礴大气，也曾奔波辗转，也曾一隅偏安，终得奋发求学。生于书香世家，长于动荡华夏，中国从沉睡走向觉醒，胡正寰也从青涩走向成熟。书香门第，耳濡目染，胡正寰自幼便受到良好的教育熏陶。20世纪50年代，钢铁行业是当时国家建设中最重要的行业之一。经历了少年奔波，目睹了“落后就要挨打”这个现实，又深受父亲“科教兴国、科教救国”思想的影响，胡正寰毅然报考北京钢铁工业学院机械系(北京钢铁工业学院成立于1952年，1960年更名为北京钢铁学院，同年被列为首批全国重点大学，1988年定名为北京科技大学)，开始了他的大学求学之路。

大学里的胡正寰敏而好学，起床早、打饭早、到教室早是他的特征，学习之余，热爱篮球、足球类的体育运动，健康的体魄得益于好的生活习惯，胡院士年逾八旬依然精神矍铄也得益于此。胡正寰在大学所学的专业侧重于冶炼机械与轧钢机械，毕业留校任教的他本没有从事科研的想法，就想着过教学关。1958年，响应“解放思想、敢想敢干”的号召，胡正寰根据苏联一本名为《机器制造中的横轧》的书，向北京钢铁学院院党委提出轧制钢球新工艺的课题，此课题还被列为1958年“十一”向党献礼项目。从此胡正寰正式踏入轴类零件轧制技术的大门，至今已有六十年。当时也曾有人对此提出异议，认为不搞钢铁冶金正业而搞机械制造钢球，是不务正业，误入歧途。而胡正寰院士认为，自己是“误”入了正业。那时谁也不会想到，轴类零件轧制技术能为我国工业产业带来巨大的经济效益，胡正寰也因此成为中国轴类零件轧制技术的开创人。

图2 部分斜轧轴类零件

图 3 胡正寰在交流会上发言

研发——从零开始，“百日”成形

胡正寰向北京钢铁学院院党委提出轧制钢球新工艺课题的时间是1958年6月，此时距离课题研究截止时间，也就是“十一”献礼的时间只有百余天。时间紧促只是其中的难题之一，给研发造成最大阻力的是当时背景下国外对中国的科技封锁，中国对其他国家的先进技术既无交流也无引进，而国内对轴类零件轧制技术的研究近乎为零。胡正寰和他的团队，要靠着一本苏联书籍中得来的参考在一百天的时间内从零开始研发出一种新技术。

即便是这样的阻力，胡正寰也没有退缩。困难虽大，但新技术研发成功用于生产所带来的福利更大。因此，胡正寰带领他的团队，满怀信心地投入到研究工作当中。首先是图纸的设计，胡正寰与几位同事，废寝忘食地工作，经过40余天的昼夜奋战，设计出了试验轧机的图纸，拿到图纸以后，学校实习工厂的工人们也不敢怠慢，用将近60天的时间加班加点制造并安装好了轧机。接下来就是一次又一次的实验，经过无数次失败，终于在“十一”献礼前轧制出了钢球。胡正寰与他的团队，挑选出了少量表面光洁、尺寸合格的钢球，向党献礼。

在当时，零件轧制技术在国际上也是刚刚出现不久，但是已经受到广泛重视，由于技术上存在很多难题，只为少数国家掌握。然而，胡正寰和他的团队从零开始，仅用了百天的时间就轧制出了合格的钢球，这标志着中国轴类零件轧制技术迈出了第一步，胡正寰成为中国轴类零件轧制技术的开创者。这项成果被当年的《光明日报》《北京日报》报道，胡正寰看到了新工艺的希望，迫不及待地想将这项技术用于工业生产，从而降低能源损耗，提高生产效率。可是将技术转化为生产力，并没有他想得那么容易。

转化——迎难而上，守得云开

怀着将零件轧制技术用于工业生产的迫切希望，1959年，胡正寰应东北某工厂的要求，带领高年级的大学生，设计出我国第一台φ50 mm球磨钢球轧机并进行工业试验，效果显著，但缺点也很突出。虽然采用这种技术轧制钢球与原来的工艺相比效率提高10多倍，但是无论怎样努力，总会有百分之几的废品钢球，胡正寰无法回避这些废品钢球，他冷静地进行了反思，降不下去的废品率让他深刻意识到，实验室的成功与工业生产的成功是两码事。他还有很长的路要走，即便困难再多，也要迎难而上。

图4 胡正寰(左二)观看轧出的汽车轴零件

从1960年到1985年长达二十多年的时间里，胡正寰的团队都在做轴类件轧制技术的转化工作。哪里有困难就从哪里解决，胡正寰团队做的第一项转化工作就是斜轧球磨钢球，这一做就是十五年，仅在小批量生产时，轧机就出现过大大小小的事故——轴扭曲、螺丝断、机架倾翻，往往是之前的问题没解决，就会出现新的问题。问题再多也不会吓退胡正寰，经过长时间的改进和完善，胡正寰团队终于先后解决了模具孔型设计与制造、轧机的设计与制造、工艺参数与流程的确定、质量检测等系列难题。终于在1974年，他们设计的φ50 mm球磨钢球轧机在包钢投产。

经历了长时间的埋头苦干，成果终于一件件展现出来。在斜轧球磨钢球转化工作中一次次失败得出的教训和学到的知识，使其他工艺转化工作流程大大缩短。1973年，胡正寰的团队开始楔横轧工艺研究，1979年便将我国第一台自行设计、制造的辊式楔横轧机研究成功，并在无锡江南工具厂正式投产。与原锻造工艺比，生产效率提高5.5倍，节约材料12%，工人劳动条件有很大改善，为我国楔横轧的广泛应用打下了基础。所谓柳暗花明、守得云开正是如此。

推广——造福社会，领先国际

零件轧制工艺投产后，经济效益显著。1987年，胡正寰成为“国家高效零件轧制研究与推广中心”主任，着力做起轴类零件轧制技术的研究和推广工作。到目前为止，在国内27个省市推广零件轧制生产线近300条，出口美国、日本、土耳其等国16条，已累计生产500多万吨，产值400多亿元，经济效益显著。协助企业建成零件轧制专业化工厂20多家，为企业研究开发并投产的零件品种达500多种，包括汽车、拖拉机、摩托车等的轴类零件与球磨机、轴承、电镀铜中的球类零件等，我国因此成为世界上开发并投产品种最多的国家。在1995年召开的全国科技大会上，高效零件轧制研究与推广项目被国家科委成果司评为“全国十大典型推广项目”之一，胡正寰被评为典型推广人物。

图5 胡正寰(右一)观看轧制零件

图6 楔横轧生产线

图7 楔横轧产品

推广工作取得这样的成绩，得益于胡正寰团队的“三有”机制：(1)有多人互补的推广班子。研究计算分析有教授，试生产指导有高工，设备安装调试有技师，理论创新有博士研究生，各司其职，互相补充。(2)有系列化的零件轧机。在多年理论与实验的基础上，胡院士的团队设计出工艺性好，结构合理，使用方便，具有中国特色的零件轧机。轧机已经系列化，并列为国家专业标准，定点制造。自1990年以后，我国未从国外进口一台零件轧机，相反我们的轧机却出口到美国、日本、土耳其等国。(3)有一个零件轧制实验基地。北京科技大学校内建成了1000多m2且有6台试验轧机和9台模具加工机床，用于新产品开发试验的零件轧制实验基地。这样水平的实验基地国内惟一，国外也少见。

胡正寰团队的零件轧制技术总体上已达到国际先进水平，在楔横轧汽车发动机凸轮轴、室温斜轧阳极磷铜球等技术上成为领先国际水平的创造性成果并且实用化，取得了显著的效益。胡正寰教授带领他的团队获国家级奖4项，省部级一、二等奖10多项，发表论文100多篇，出版专著5本。胡正寰教授培养博士、硕士研究生50余名，获国家有突出贡献中青年专家、全国“五一”劳动奖章、中国金属学会及中国机械工程学会“终身科技成就奖”，1997年当选为中国工程院院士。胡正寰院士为我国工业产业经济效益的提高做出了突出的贡献，创造了不可估量的价值。