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2023南海“大城工匠”⑰ | 朱晖朝:创新技术为装备零件披上高质量“外衣”

佛山市新闻传媒中心

“技术创新是企业的核心竞争力,创新技术与产品性价比兼备,才能满足市场与客户的需求。”广东粤科新材料科技有限公司总经理朱晖朝说道。

2020年初,广东粤科新材料科技有限公司(下称“粤科新材料”)落户佛山高新区,是一家专注现代材料表面工程技术应用,从事高性能涂层研发、生产和销售的高新技术企业。

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国务院津贴专家,教授,广东粤科新材料科技有限公司负责人朱晖朝

创新和突破是新时代人才的使命与担当,作为国务院津贴专家、教授,朱晖朝秉承着“专精特新”的精神,带领团队致力于解决高端设备关键部件对材料抗高温氧化、耐磨损、耐腐蚀等性能需求。如今,他带领团队研发的产品技术已广泛应用于航空制造、石油勘探、钢铁冶金、包装印刷、汽车制造、医疗卫生等诸多领域,达到国内领先,国际先进水平。

精益求精 做关键零件的“穿衣人”

高端装备制造是佛山的支柱产业,但高端装备关键零部件通常“服役”条件苛刻,面临高磨损、强腐蚀以及高载荷等多因素耦合作用,导致其稳定性差、寿命短。现代材料表面工程技术是解决上述应用瓶颈的有效途径,长期深耕该技术研究,朱晖朝带领团队踏上开拓创新、精益求精的道路。

在粤科新材料的展览厅内,陈列着塑料机械装备、包装印刷装备、锂电制造装备、军工装备、航空发动机部件等相关装备的关键零部件。“我们研发的高性能涂层就运用在这些零部件上。”朱晖朝介绍道。他拿出两件坦克履带的零部件作对比,与传统的钢制零部件相比,碳合金制的部件更为轻巧,更适用于当下轻量化的军工装备上。但轻量意味着不耐磨,要延长零部件的使用寿命,就要帮其穿上一层特殊的“外衣”。“我们通过热喷涂的方式,把这零部件与地面接触的四个角都加上一层特别的涂层,它的耐磨性就可以提高几十倍,使用寿命增加3到10倍。” 朱晖朝说。

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朱晖朝(后二)带领团队致力于解决高端设备关键部件对材料抗高温氧化、耐磨损、耐腐蚀等性能需求。

热喷涂是现代材料表面工程技术的重要手段,它是利用热源将喷涂材料加热,并以高速喷射到基体表面形成涂层,赋予材料表面耐磨、耐蚀防粘、耐磨减摩、封严等特殊功能,可广泛应用于不同服役条件下的高端装备关键零部件。

产品的创新,来自于技术的创新。朱晖朝带领团队研发出一系列成果,更让这些成果从“实验室”走向了“应用场”:陶瓷涂层和碳化钨涂层可替代电镀铬,在军工、航空航天、包装印刷行业等高新技术领域获得广泛应用;涂层瓦楞辊获国家级新产品,累计取得数亿元的直接经济效益;此外,10余项高新技术成果以及产品已大批量应用于Schlumberger、Halliburton等石油钻探公司,并取得显著的经济、社会效益。

因材施策 技术赋能高质量产品

走进粤科新材料的车间,自动化生产机器运转不停,在机械臂的协助下,涂层以七倍音速喷射到高速转动的零部件基体表面,现场忙碌而有序。

市场对涂层功能的需求不尽相同,有的要求耐腐蚀,有的要求耐磨,有的要求耐热,还有的需要两种甚至几种性能相叠加。如何才能在技术上攻克难关呢?

面对这一难题,朱晖朝带领团队给出了解决方案。以锂电池极片轧辊涂层工艺为例,有的企业只会为该零部件镀一层涂层,而由于超硬材料的特殊性,在高压轧制下涂层往往容易脱落,朱晖朝则采取在锂电池轧辊上镀两层涂层的方式。

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朱晖朝不懈努力、反复试验和总结。

“上一层致密超硬的材料解决耐磨问题,下一层则选用韧性更好的涂层解决涂层脱落问题。” 朱晖朝解释道。让涂层叠加性能的方式有多种,既可把多个涂层进行物理叠加,也可通过改变元素配方和材料成分,研发出具备多个特殊性能的涂层。受到涂层的保护,零部件的使用寿命比原来延长接近10倍。

这只是朱晖朝团队多种涂层技术的冰山一角,多种涂层的叠加运用,带来的是1+1>2的效果,也是二生三,三生万物的种类延伸。但其中的技术创新和如何叠加,则是倾注朱晖朝和团队的不懈努力、反复试验,以及大量实践经验的总结。

“其实,我们设计研发金属涂层属性的时候,已很清晰定位在抗高温氧化、耐磨损、耐腐蚀、抗疲劳的复合性功能。”朱晖朝介绍,在数十种材料中遴选出具有以上功能的涂层材料并不容易,这个过程就需试验成百上千的元素排列组合。最终,团队凭借丰富的工作经验和扎实的科学素养,通过无数次的涂层功能实验,找到了几种性能不错的涂层。

经过3年的不懈努力,朱晖朝领衔的这支创新创业团队在高端装备涂层领域累计申请了发明专利17件,国际PCT专利2件,获得发明专利授权7件,软件著作权6件;助力粤科新材料在2021年度获得高新技术企业称号,2022年先后获得佛山市和广东省专精特新企业的称号。

对于未来的发展,朱晖朝看到了广阔的前景和机遇。

“高性能涂层的运用还有很广阔的市场。”他表示,目前团队有40%的业务是面向国外企业,有60%的业务是面向本土企业。佛山以制造业当家,相关企业的高端装备对高性能涂层产品需求量大。当下,该团队已经和中南机械、仕诚机械、联塑集团等龙头企业进行深入合作。

“工匠精神”可以概括为六个字:专注、坚持、创新。这也是朱晖朝扎根现代材料表面工程技术应用行业多年的追求。接下来,他与团队将继续创新攻坚,在促使核心关键零部件国产化和提高装备制造的水平方面贡献工匠力量,助推南海高质量发展。

统筹/佛山市新闻传媒中心记者 柯凌娜

文/佛山市新闻传媒中心记者 洪晓诗

图/佛山市新闻传媒中心记者 黄永程