一顆能上太空的螺絲釘，要經(jīng)歷怎樣的考驗(yàn)？
從原材料開始千錘百煉，按最高標(biāo)準(zhǔn)千挑萬(wàn)選，經(jīng)過(guò)重重工序，一顆小小的螺絲釘才有資格上天。 在中國(guó)空間站建設(shè)、“嫦娥”探月、“天問(wèn)”探火等重大工程任務(wù)中，中國(guó)航天科工航天精工為航天器配套了數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的緊固件，以“百萬(wàn)無(wú)一失”的標(biāo)準(zhǔn)圓滿完成任務(wù)，儼然成為中國(guó)緊固件領(lǐng)域的“隱形冠軍”。
從生活到生產(chǎn)，都離不開被稱為“工業(yè)之米”的緊固件。
比如小小的一顆螺絲釘，無(wú)論是近在掌上的智能手機(jī)還是遠(yuǎn)到探索太空的航天器，工業(yè)社會(huì)處處都有它的身影。
當(dāng)一顆螺絲釘想去太空翱翔，要經(jīng)歷怎樣的考驗(yàn)？
從原材料開始千錘百煉，按最高標(biāo)準(zhǔn)千挑萬(wàn)選，經(jīng)過(guò)重重工序，一顆小小的螺絲釘才有資格上天。
在中國(guó)空間站建設(shè)、“嫦娥”探月、“天問(wèn)”探火等重大工程任務(wù)中，中國(guó)航天科工航天精工為航天器配套了數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的緊固件，以“百萬(wàn)無(wú)一失”的標(biāo)準(zhǔn)圓滿完成任務(wù)，儼然成為中國(guó)緊固件領(lǐng)域的“隱形冠軍”。
大部分螺絲釘無(wú)法通過(guò)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)
一臺(tái)呼吸機(jī)上有上千個(gè)零件，細(xì)微到一個(gè)螺絲釘都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢測(cè)，歐盟、日本等國(guó)會(huì)對(duì)重金屬做檢測(cè)，而國(guó)內(nèi)大部分的螺絲釘都無(wú)法通過(guò)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
螺絲釘問(wèn)題在機(jī)器人行業(yè)更夸張。機(jī)器人上的螺絲釘幾乎都靠進(jìn)口，國(guó)內(nèi)買來(lái)的螺絲釘一打就折，而機(jī)器人要運(yùn)動(dòng)，需要受力，對(duì)螺絲強(qiáng)度有要求，一打就折的螺絲釘絕對(duì)不能用于機(jī)器人身上。
低成本導(dǎo)向讓“精品”缺失
“很多制造業(yè)廠商的目標(biāo)是成本最低，因此不會(huì)選擇最好的材料，而代價(jià)是產(chǎn)品的質(zhì)量會(huì)大打折扣。低成本目前仍是很多制造廠家的導(dǎo)向，從而忽視了做精品。”一位制造業(yè)從業(yè)人士感慨。
為何中國(guó)大部分螺絲釘很難通過(guò)歐盟等海外環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)，首先是選材上不過(guò)關(guān)，大量回收材料降低了原材料成本，用大量回收的廢舊材料重新熔煉，加工螺絲，不經(jīng)過(guò)其他特殊處理，一定超標(biāo)。
除了材料，制造工藝不符合要求也是導(dǎo)致很多中小企業(yè)生產(chǎn)的螺絲釘質(zhì)量差的原因。
為了使金屬的纖維分布不遭破壞，力學(xué)性能較好，螺絲釘制造通常采用冷鐓的方法。但這樣的制造設(shè)備價(jià)格昂貴，小企業(yè)為了節(jié)省開支，往往不會(huì)去購(gòu)買這樣的設(shè)備，轉(zhuǎn)而用幾百元的臺(tái)式手動(dòng)車床代替，這樣金屬的纖維分布被破壞了，力學(xué)性能差。其次，小企業(yè)幾乎沒(méi)有緊固件機(jī)械性能的檢測(cè)設(shè)備，只是根據(jù)材料、熱處理來(lái)確定螺釘?shù)臋C(jī)械性能，這樣很難保證螺絲釘?shù)钠焚|(zhì)。
小產(chǎn)品，大學(xué)問(wèn)
“ 同樣尺寸的螺絲釘，宇航級(jí)產(chǎn)品比民用級(jí)產(chǎn)品輕一半。”航天精工科研人員舉起一枚螺絲釘介紹。
仔細(xì)端詳，它是鈦合金材質(zhì)，外部鍍了一層藍(lán)紫色的涂層，像美妝達(dá)人的漸變色眼影盤一樣光澤多變。
按應(yīng)用領(lǐng)域分，緊固件產(chǎn)品可分為民品級(jí)緊固件、型號(hào)裝備級(jí)緊固件和宇航級(jí)緊固件三大類。
在能“上天”的緊固件中，最常見的是高強(qiáng)度鉚釘，使用量能達(dá)到幾十萬(wàn)件。
“最重要的是火箭點(diǎn)火起飛的那段時(shí)間，一定得撐住。”科研人員說(shuō)，作為連接整個(gè)飛行器的“筋骨”，螺絲釘形體雖小，但作用極大，航天器上的緊固件要承受沖擊、振動(dòng)和變載，不少連接點(diǎn)要在高溫或低溫下工作。
“箭體里操作環(huán)境復(fù)雜，為此我們專門開發(fā)出‘定制化’產(chǎn)品，一插、一粘、一托就能裝上。”科研人員演示著手里的緊固件補(bǔ)充道。
空間站核心艙使用的特殊結(jié)構(gòu)緊固件，大多能滿足單面安裝、快速安裝等特殊要求。
“這是‘會(huì)說(shuō)話’的螺栓，現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用在高鐵上。”科研人員手里的螺栓頭部有一個(gè)淺色小圓環(huán)，通過(guò)類似刺繡的工藝，把厚度不超過(guò)5微米的傳感器裝在螺栓頂部。
結(jié)合專用測(cè)量?jī)x器，可實(shí)時(shí)原位精準(zhǔn)測(cè)量智能螺栓預(yù)緊力，提醒使用者螺栓是否安裝到位，并使測(cè)量精度提升了10倍。
在現(xiàn)場(chǎng)，科研人員還展示了為飛機(jī)設(shè)計(jì)的“隱身螺栓”，所有產(chǎn)品沉頭高度尺寸都控制在0.05毫米以內(nèi)，僅為頭發(fā)絲的1/2左右，使組裝蒙皮后的飛機(jī)表面順滑如綢緞。
耐高溫螺栓則采用含有鈮、鎢、鉭等難熔合金材料加工，并在螺栓表面燒結(jié)一種抗氧化陶瓷涂層，穿上“陶瓷外衣”的螺栓能夠經(jīng)受1800℃高溫。
在航天精工的生產(chǎn)車間里，經(jīng)歷過(guò)冷鐓、螺紋成型、沖壓成型、熱處理、表面處理等一道道工序后，粗糙的原材料變成一顆顆顏色各異、結(jié)構(gòu)完美的螺絲釘。
經(jīng)過(guò)檢測(cè)和重重考驗(yàn)后，一枚合格的螺絲釘才能拿到太空“通行證”，進(jìn)入整箭、整星組裝環(huán)節(jié)。
