火窯溝的工棚裡,林烽用粉筆在舊黑板上畫了個簡單的示意圖:一個密封容器,裡面裝著熔融的鋁液,容器頂部連著根管子通到外面。
“這叫真空提純法。”他敲了敲黑板,“原理很簡單——把鋁液加熱到熔融狀態,抽真空。鋁液裡的氣體、揮發性雜質,在低壓下會自動析出、逸出。就像……”他想了想,“就像燒開水時,水裡的氣泡會冒出來。”
何強盯著那簡筆畫看了半天:“林廠長,這法子我在資料上見過,但裝置要求高。需要耐高溫的真空容器,還有強力真空泵——咱們有嗎?”
“沒有就造。”林烽說得輕描淡寫,“真空泵可以用蒸汽噴射泵改造,高溫容器用雙層水冷結構。關鍵是密封——鋁液溫度七百多度,任何普通密封材料都扛不住。”
謝明軒推了推眼鏡:“我在美國見過類似裝置。他們用紫銅墊圈做密封,配合液壓壓緊。但紫銅咱們缺,而且加工精度要求高。”
“用別的東西替代。”林烽轉頭看向鄭師傅,“鄭師傅,您燒了一輩子窯,有沒有甚麼材料又耐高溫又有彈性?”
鄭師傅吧嗒著旱菸,眯眼想了半晌:“耐高溫……還得有彈性……誒,窯爐檢修時,老師傅們用黏土混著麻絲填裂縫,幹了以後有點彈性。可那也受不了七百多度啊。”
陸哲遠突然舉手:“我有個想法!用廢舊橡膠!橡膠彈性好,但怕高溫——可如果混上瀝青呢?瀝青耐熱,橡膠有彈性!”
蘇瀚文皺眉:“橡膠和瀝青能混在一起嗎?而且高溫下瀝青會軟化。”
“試試唄!”陸哲遠來勁了,“就像做菜,食材不搭,換個做法說不定就成了!”
於是火窯溝的角落裡,一個奇怪的實驗開始了。陸哲遠從倉庫翻出幾塊報廢輪胎,蘇瀚文找來半桶鋪路用的瀝青。兩人把橡膠切碎,和加熱軟化的瀝青按不同比例混合,壓制成一個個圓環狀的墊圈。
第一批墊圈進爐測試——溫度剛過三百度,橡膠燒焦的味道就飄出來了,墊圈軟得像麵糰。
“橡膠比例高了。”謝明軒記錄著,“瀝青含量要提高,還要加些耐熱填料。”
第二次試驗,加入了碾碎的石英砂。這次耐熱性好多了,可彈性又沒了,墊圈硬邦邦的,壓不嚴實。
“這就像做麵點,水多了加面,面多了加水。”何強蹲在旁邊看著,“得找到那個平衡點。”
到第五次試驗時,配方變成了:瀝青六成,廢舊橡膠粉三成,石英砂一成。混合後加熱到一百五十度攪拌,趁熱壓制成型。冷卻後的墊圈黑乎乎的,捏起來有彈性,但不軟。
模擬密封測試在一個小鐵罐上進行。墊圈夾在罐蓋和罐體之間,用螺栓壓緊。罐內加熱到六百度——不敢直接上七百,怕真炸了。
“真空泵準備!”何強親自操作那臺用蒸汽機改造成的噴射泵。蒸汽閥門開啟,泵體開始發出尖銳的嘯叫。
壓力計指標緩緩移動,從常壓開始下降。1000帕、800帕、600帕……
“漏了!”陸哲遠指著壓力計,“指標在抖!”
果然,壓力降到500帕時就停住了,還在輕微波動。何強關掉蒸汽,拆開罐子。墊圈已經變形,邊緣有明顯壓痕不勻的地方。
“受力不均。”蘇瀚文檢查著墊圈,“螺栓壓緊時力道不一致,有的地方壓得實,有的地方虛。”
“那就改壓緊方式。”謝明軒說,“不用螺栓,用液壓——做個環形油缸,均勻施壓。”
這想法好,可環形油缸又是個難題。最後還是鄭師傅出了主意:“不用那麼複雜,在罐蓋上開一圈凹槽,把墊圈嵌進去,蓋上時自然就壓緊了。就像瓦罐的蓋子。”
簡單,但有效。重新設計的罐蓋加工出來後,第七次密封測試開始。
這次墊圈嚴絲合縫地嵌在凹槽裡。罐體加熱到六百五十度,真空泵再次啟動。
壓力計指標平穩下降、800、600、400、200……
“還在降!”陸哲遠眼睛瞪得溜圓。
100帕、80帕、60帕……指標最終停在50帕左右,微微顫動,但不再回升。
“成功了!”何強一拳捶在操作檯上,“真空度夠用了!”
但真正的考驗還在後面——要真鋁液,真高溫。實驗裝置被放大,做成了一個可以容納二十公斤鋁液的圓柱形容器。雙層水冷結構,嵌槽式密封蓋,連線著改進後的真空系統。
第一爐提純實驗選在深夜進行。那爐純度百分之九十五點三的粗鋁被重新熔化,小心地倒入提純容器。密封蓋合上,螺栓均勻緊固。
“加熱開始。”謝明軒盯著溫度計。
鋁液溫度緩緩上升:600℃、650℃、700℃……到達750℃時,鋁液完全熔融,表面平靜如鏡。
“啟動真空泵!”
蒸汽閥門開啟,尖銳的嘯叫聲再次響起。壓力計指標開始移動。
所有人都屏住呼吸。這是最關鍵的一步——高溫鋁液,低壓環境,任何一點洩漏都可能導致鋁液噴濺,那是要命的。
壓力降到200帕時,容器裡傳來“滋滋”的輕響——那是溶解在鋁液中的氣體在析出。鋁液表面開始出現細小的氣泡,越來越多,像一鍋微沸的水。
“雜質在析出!”謝明軒激動地記錄著現象。
真空維持了整整一個小時。期間溫度始終穩定在750℃左右,壓力維持在100到200帕之間。那個瀝青橡膠混合墊圈,默默地承受著高溫和壓力,沒有洩漏。
關閉真空泵,緩慢恢復常壓。等容器冷卻到安全溫度,開啟密封蓋。
鋁液已經重新凝固。謝明軒第一時間取樣,做快速光譜分析。
等待結果的一個小時裡,沒人說話。何強盯著容器裡的鋁錠,陸哲遠緊張地搓手,蘇瀚文在檢查密封墊圈的狀態,鄭師傅蹲在角落抽菸。
分析報告終於出來了。謝明軒拿著報告單走出來時,手有點抖。
“怎麼樣?”何強聲音發緊。
謝明軒深吸一口氣:“純度……百分之九十八點七。”
“多少?!”陸哲遠跳起來。
“百分之九十八點七!”謝明軒提高聲音,“一次真空提純,純度提高了三點四個百分點!而且主要去除的是氣體雜質和揮發性金屬,這對提高鋁材的疲勞效能特別關鍵!”
火窯溝裡爆發出歡呼。何強一把抓過報告單,看著那串數字,眼眶有點發熱。從百分之九十五點三到九十八點七——雖然離九十九點五還有距離,但這證明真空提純的路走對了!
林烽不知甚麼時候也來了,他看著報告,點點頭:“好。一次提純不行,就提兩次、三次。配合其他精煉方法,純度一定能達標。”
他走到那個黑乎乎的密封墊圈前,拿起來看了看:“這個墊圈,立了大功。陸哲遠,蘇瀚文,鄭師傅——你們這個土辦法,解決了大問題。”
陸哲遠嘿嘿笑:“林廠長,這就叫‘土洋結合’,咱們根據地的特色!”
夜色漸深,火窯溝的燈光卻依然明亮。真空提純裝置旁,人們又開始討論下一輪實驗的方案——如何最佳化溫度曲線,如何控制真空保持時間,如何與其他提純方法組合使用……
而在容器裡,那塊純度九十八點七的鋁錠靜靜地躺著,在燈光下泛著比之前更純淨、更沉穩的銀色光澤。它知道,距離成為飛機翅膀的那一天,又近了一步。