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李卫教授:三十载磨炼,只为让金属材料更耐磨

时间:2018-11-26 15:08  来源:广东科技报  点击:

三十载磨炼,只为让金属材料更耐磨

记暨南大学材料科学与工程系教授李卫

李卫获国家科技进步二等奖。

本报记者 冯海波 通讯员 季轩 温婧

“我30多年都没有转行,真的把研究开发做成了爱好。”这是暨南大学理工学院材料科学与工程系李卫教授科研路上的由衷感慨。他投身耐磨损钢铁材料制造技术研发数十载,将研究推广应用于全行业,提升了我国耐磨材料产业的技术水平;同时,通过成立创新联盟,制定技术标准及产业技术路线图,引领了耐磨材料产业发展。他带领团队发明研制的新型耐磨材料,已经实现了大批量的生产和推广应用,相关企业近年直接生产销售额已有90多亿元,各工矿企业使用新型耐磨材料节省了27亿元的材料支出……

产学研结合“如鱼得水”

翻开履历,李卫多年来均从事产学研结合的应用型研究。他1984年从西安交通大学机械工程系本科毕业,之后在机械工业部沈阳铸造研究所从事研究和开发工作,期间获得机械部机械科学研究院硕士学位,1992年始任高级工程师。

1993年开始的10年间,李卫在中国有色金属工业总公司广州有色金属研究院从事研究、开发和技术生产工作,期间获得西安交通大学博士学位,1996年开始任教授级高级工程师,并首批入选国家百千万人才工程第一、二层次,1998年被评为国家有突出贡献中青年专家。在那里,他直接与产业接触,获得了宝贵的产业化经验。

2003年6月,李卫转战高校,成为暨南大学耐磨材料“第一人”。从相关研究到企业产业化,再到校园里的基础研究和应用研发,他不仅经历了“产学研”的每个环节,而且做得非常出色。他先后主持和承担了30多项国家和省部级科技项目以及科技成果工程化、产业化项目,获得国家科技进步二等奖1次、三等奖1次,还4次获得省部级科技进步一等奖。

“从基础研究到应用技术开发,再到产业化和工业应用,我们基本上打通了工业技术的全链条”。在谈到获国家科技进步二等奖成果“节材耐磨损钢铁材料制造技术研发与工业应用”时,李卫说,该项目他们团队做了近20年,在提出耐磨损钢铁材料高硬韧性理论的基础上完成了耐磨损钢铁材料的设计、研发、选材、产业化、应用和评价。针对冶金、电力、建材、建筑、煤炭、机械等工业磨料磨损工况用进行科技攻关,将重点放在硬度、韧性的匹配以及易磨损材料的寿命上。有了基础理论作为指导,加上技术研发、产业化的经验,自身的“产学研”一体让李卫在科技成果的转化及高技术新材料的工程化和产业化领域更“如鱼得水”。

实现三类新材料高硬韧性和高耐磨性突破

李卫说,在冶金、电力、建材、建筑、煤炭、机械等行业内,破碎、挖掘、研磨、泵送等工况的大型设备都需要用到耐磨损的钢铁材料。我国是世界耐磨损钢铁材料生产和应用大国,消耗量巨大,每年消耗在摩擦、磨损和润滑方面的资金在1万亿元以上。而关键易损件的耐磨寿命较低,严重制约了我国的这些装备进入世界前列。

由此,他提出,要提高钢铁材料的耐磨性,应该从材料的硬度与韧性的匹配入手。在这样的理论指导下,李卫带领团队顺利实现了3类材料高硬韧性和高耐磨性的突破。他们研发的3类材料都与实际生产有着密切的联系,分别针对高温磨损、冲刷腐蚀、冲击磨损等不同工况。用于严酷高温环境的新型材料,通过局部区域的高硬陶瓷与硬韧性钢铁冶金结合,不仅耐磨层厚度达到了15mm,耐磨性也提高了100%以上。据李卫介绍,如果破碎机的锤头使用这种材料,使用寿命是以前高锰钢的2到4倍。而针对渣浆泵叶轮等强烈冲刷腐蚀环境下的磨损工况,团队也发明了有针对性的高硬韧内生碳化物高铬合金耐磨腐蚀材料。

除了发明新材料外,李卫还对行业内原有的合金钢做了优化,并创立了与之匹配的系列应用评价技术。“五种合金钢,具体用在哪种情况比较合适,没有人能说清楚。我们通过评价研发,说清楚哪种合金钢更适用哪些情况,可以产生更高社会效益和经济效益。”李卫说。在实验室中完成了新材料研发的相关工作,李卫也没有止步,他更要求实际应用中的“性价比”和“寿价比(寿命与价格比例)”。“这个是硬道理,成果还是要通过市场来验证”,在他看来,没有“性价比”,生产单位不可能生产,更谈不上产业化和经济效益,“我们有一个整体的评价,所有项目性价比提高20%~200%”。

正是秉承这样的理念,李卫的研究不局限于实验室,而是真正走向了市场,实现大批量生产和推广应用。2012年以来,他带领耐磨材料研发团队参与了暨南大学韶关研究院的工作。团队围绕韶关市支柱产业——矿山机械产业,通过技术应用和成果转化,服务了韶关韶瑞铸钢有限公司、广州有色金属研究院新丰耐磨合金材料有限公司等一批省内企业,同时也陆续为安徽省凤形耐磨材料股份有限公司等外省企业带来了明显的效益。据初步统计,近年来共为生产企业创造90多亿元销售额,节材节支总额达27亿元。

引领耐磨材料产业发展方向

李卫认为,自己的项目能够产业化是一件水到渠成的事,与其所在的国家钢铁耐磨材料产业技术创新战略联盟、广东耐磨材料产业技术创新联盟有着密不可分的关系。2010年,由暨南大学牵头,国内33个大学、研究院所和行业骨干企业共同成立了“钢铁耐磨材料产业技术创新战略联盟”。1年后,暨南大学又牵头组织构建了区域性的“广东耐磨材料产业技术创新联盟”。

其中,“广东耐磨材料产学研技术创新联盟”由暨大联合国内5所高校和研究院以及广东省韶关钢铁集团有限公司等8家广东省大中型耐磨材料骨干企业发起组建,着力建设成为广东省耐磨材料产业技术创新平台和机构,实践产业技术创新合作模式,形成持续和稳定的产学研合作关系。联盟技术创新具体目标是研究开发适用于产业化的耐磨材料集成技术,包括产业技术路线图、材料、产品、装备、生产线、工艺、标准等。而联盟的主要任务是组织企业、大学和科研机构等围绕产业技术创新的共性和关键问题,开展技术合作,制定产业技术路线图,突破产业发展的核心技术,形成产业技术标准;建立公共技术平台,实现创新资源的有效分工与合理衔接,实行知识产权共享;实施技术转移,加速科技成果的商业化运用,提升产业整体竞争力,促进产业结构优化升级,实现节能(节材)减排;联合培养人才,加强人员的交流互动,支撑国家和广东核心竞争力的有效提升。

在企业、大学和科研机构齐聚的联盟里,不仅实行知识产权共享,实现了有效分工与合理衔接,以企业的发展需求和各方的共同利益为基础,加速了科技成果的商业化运用。借助联盟的集体智慧,李卫还主持研制出包括项目系列新材料在内的9项节材磨损材料国家标准、2项机械行业标准,同时在2013年出版了《中国铸造耐磨材料产业技术路线图》,全面分析了我国耐磨材料产业历史与现状,梳理出实现产业目标面临的共性和关键技术难题,提出产业发展的技术途径和急待解决的共性研发项目。“标准”和“路线图”辐射和推广应用于全行业,引领和推动了我国耐磨材料产业发展。

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立足生产一线让课堂更生动

在别人眼中茶余饭后继续工作是苦,但是李卫不觉得,因为工作于他而言不仅仅是谋生手段,更是乐趣。作为一名教师,李卫笑言自己还是比较受学生欢迎的。在沈阳铸造研究所和广州有色金属研究院多年的研发和生产一线工作经验及后来与企业的合作经历,让他的课堂不仅有理论,更有生动的生产实践案例。有了这些经历的辅助,课堂上原本枯燥的理论也变得生动起来。

李卫的课不仅在暨南园里受欢迎,同样延伸到了行业中。2015年3月,“首届全国钢铁耐磨材料技术强化班”在暨南大学开班。培训班由李卫教授团队的众多骨干授课,20余位行业生产一线高管和技术骨干参加培训,共同探讨行业生产技术难题。培训班得到行业企业的赞誉,为培育行业精英搭建了平台。

■ 人物

李卫 暨南大学理工学院材料科学与工程系教授、博士生导师,金属材料技术专家,钢铁耐磨材料技术学科带头人,高性能金属耐磨材料技术国家地方联合工程研究中心主任,兼任国家钢铁耐磨材料产业技术创新战略联盟理事长,广东省耐磨材料产业技术创新联盟理事长,中国机械工程学会铸造学会副理事长,中国铸造协会耐磨材料与铸件分会副理事长,世界铸造组织(WFO)铁基金属技术委员会委员等。主要从事金属耐磨材料的研究、开发和生产技术工作,在耐磨材料制造技术等方面取得了系列成果,这些成果从理论和技术上对我国耐磨材料产业发展产生了重要的影响,对耐磨材料产业升级换代具有重要意义。获国家发明专利15项;出版专着2部,主编和参编行业技术手册4部,主持制修订国家技术标准10项,发表三大索引论文数十篇;获国家科技进步二等奖(排名第1)与三等奖(排名第4)各1项,省部级科技一等奖4项。1996年首批入选国家“百千万人才工程”第一、二层次,1997年获国务院颁发的政府特殊津贴,1998年被评为国家有突出贡献中青年专家,近年来先后荣获“广东特支计划”杰出人才(南粤百杰),南粤优秀教师,第十三届广东省丁颖科技奖、广东省五一劳动奖章,全国优秀科技工作者等荣誉称号,获评2016年度南粤创新奖。

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