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发布时间:2014-03-31 10:12:47 来源:中国工程机械品牌网 作者:刘世参

  表面工程新学科的创立
  徐滨士老师潜心揣摩零件的损伤表面,从大量的个体样本中发现了共同的损伤规律,即“磨损在表面发生,腐蚀从表面开始,疲劳从表面向内部扩展”。表面,表面是关键!能不能针对表面来展开一番大作为呢?他不断在思考。
  这个时候,历史已进入到20世纪80年代初叶。在西半球的英国,伯明翰大学里,有一位后来成为英国皇家工程院院士、中国工程院外籍院士的教授汤姆·贝尔先生,他也发现了同样的问题,并且对“表面”也有着同样的关注与痴迷。在汤姆·贝尔教授的推动下,英国伯明翰大学率先打出了“表面工程”的旗帜,1983年该校成立沃福森表面工程研究所,1985年该校创刊了国际刊物《Surface Engineering(表面工程)》。1986年,时任国际材料与热处理联合会主席的汤姆·贝尔教授,成功推动了将“国际材料与热处理联合会”更名为“国际热处理及表面工程联合会”的重大改革。
2011年再制造国际论坛在杭州举行徐滨士院士任大会主席
2011年再制造国际论坛在杭州举行徐滨士院士任大会主席
  来自英伦的表面工程火花,引燃了徐滨士老师装满“表面”的思想原野。徐滨士老师根据几十年来在表面修复中积累的成果及对表面的新理解,赋予表面工程全新的内涵,即表面工程是指对零件表面进行预处理后,通过采取表面涂覆、表面改性、表面处理等一系列技术措施而恢复表面性能的一系列技术活动的总称。此外,他通过提炼共性问题,构建了基础理论,研发了关键技术,并建立了全军装备表面工程重点实验室,在短时间内搭建起了中国表面工程学科的体系框架。
  在徐滨士老师的率先垂范及积极推动下,中国的表面工程得到迅猛发展,无论在技术创新、学术平台建设还是在为国家经济建设服务等方面,都取得了显著的成绩。在表面工程技术创新上,将传统表面工程技术与纳米技术、信息技术、生物技术等前沿技术紧密联系,由20世纪80年代的单一表面工程技术(如热喷涂、电刷镀、堆焊等),逐渐发展到20世纪90年代的复合表面工程技术,以及21世纪的纳米表面工程技术和表面工程自动化技术,在可以预见的未来,还将可能推动生物表面工程技术的发展。在表面工程学术平台构建上,在他积极倡导和中国机械工程学会的大力支持下,1987年建立了具有学会性质的中国机械工程学会表面工程研究所,徐滨士老师任所长;1988年创刊了中国表面工程领域的第一部学术期刊《表面工程》(1997年更名为《中国表面工程》),徐滨士老师任编委会主任。国内学术平台的建立,汇集了人气,壮大了队伍。在表面工程为国家经济建设服务上,20多年来,通过在军用装备及民用设备的制造、维修领域推广应用表面工程技术已取得了巨大的经济效益。
  表面工程的巨大作用得到时任军委副主席刘华清、迟浩田上将的高度评价,刘华清副主席题词:“表面工程出效益、出战斗力”;迟浩田副主席题词:“发展表面工程,提高装备质量”。徐滨士老师在推动中国表面工程发展中的巨大贡献也得到了世界的认可。2004年,国际热处理与表面工程联合会授予徐滨士院士“最高学术成就奖”,以表彰他对于中国表面工程事业所做出的开创性贡献。
  再制造工程新学科的创立
  时代的脚步不断跨越,“表面”的触角又由零件延伸到整机。20世纪90年代末,徐滨士院士用深邃的眼光审慎判断着表面工程的发展。他从木桶理论中得到启示,一只木捅的盛水量取决于木桶最短的一支木板。而装备失效与此十分相似,装备的失效取决于最薄弱零件的失效,只要使最薄弱的易损零件延寿,装备的整体性能就能提升。维修实践表明,最薄弱零件或零件最薄弱处的失效,基本都是表面的磨损和腐蚀失效。解决磨损和腐蚀问题,表面工程技术的优势得天独厚。为此,徐滨士院士大胆设想,如果能以废旧零件为“毛坯”,利用表面工程技术对毛坯的损伤表面进行批量化的修复,进而重新赋予废旧装备的服役能力,那必将产生重大的节能、节材和环保效能。他将这一过程称为 “装备再制造”,并将再制造定义为废旧装备高技术修复、改造的产业化。
  就在这时,一份来自美国的资料进一步坚定了他搞再制造的决心:1996年美国再制造业的产值达到530亿美元,与同年度美国制药业、计算机制造业和钢铁业等支柱产业的产值相当,而就业人数是那些产业的一倍以上;美军那些本应成为“老古董”的B-52轰炸机等武器装备,经过再制造后,不仅服役年限延长了几十年,而且作战性能得以显著提升。
2010年波兰驻华大使为徐滨士院士颁发波兰科学院外籍院士聘书
2010年波兰驻华大使为徐滨士院士颁发波兰科学院外籍院士聘书
徐滨士院士(右)与《建设机械技术与管理》记者合影
徐滨士院士(右)与《建设机械技术与管理》记者合影
  徐滨士院士敏锐地发现,国外的再制造起步虽早,但其再制造模式是有局限的,不完全适合中国的国情,还有很大的提升空间。国外再制造采取的多是换件修理法和尺寸修理法。前者是将损伤的零件整体更换为新品零件,后者是将失配的零件表面尺寸加工扩大到规定的范围,再配以相应大尺寸的新品零件重新配副。换件修理法更换的失效零件,要么成为垃圾,要么被回炉冶炼,重走一遍熔炼-成形-制造-使用的“耗能、污染”过程;尺寸修理法虽然能恢复零件的出厂性能,但因破坏了互换性而达不到原型机新品的使用寿命。国外的做法虽也有利于节能、节材和环保,但还远远不够,尤其不满足中国这样一个人均资源贫乏、环境污染较重的国家的迫切需求。只有利用先进的表面工程技术,将每一个磨损或腐蚀失配的关键零件表面都修好并让它们重新服役,才能最大限度地满足节能减排的要求。
  在不断推进中国特色再制造的过程中,在围绕废旧产品性能提升这一核心目标而展开的一系列工作中,徐滨士老师逐渐明确归纳出了关于再制造的特定研究对象,依靠坚实的理论基础、独立的研究内容、具有特色的关键技术、广阔的应用前景和潜在的巨大效益,再加上装备再制造技术国防科技重点实验室的建立,构成了相对完整的再制造工程学科体系。目前,中国的旧件利用率已达到85%,而国外只有60%,在节能节材方面,中国已走在了世界前列,并初步形成了“以高新技术为支撑,以提高旧件利用率为核心,产学研相结合,既循环又经济”的中国特色再制造模式。
  徐滨士院士总结中国特色的再制造应该具有的重要特征是:再制造后的产品质量和性能不低于新品,有些还超过新品,成本只是新品的50%,节能60%,节材70%,对环境的不良影响显著降低,有力地促进了资源节约型、环境友好型社会的建设。
  通过徐滨士院士的努力,他所在的装备再制造技术国防科技重点实验室也成为我国、我军再制造的技术创新中心与战略思想智库。以剩余寿命评估预测理论、纳米表面工程技术、表面工程自动化技术等为代表的再制造的先进理论与技术,以中国工程院相关咨询报告、国家发改委相关咨询报告、《中华人民共和国循环经济促进法》中的相关条款等为代表的再制造的政策、建议,均蕴含着徐滨士院士的智慧。
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