怎麼防止靜電

導讀：

2月10日晚，中國首次火星探測任務天問一號探測器實施近火捕獲制動，環繞器3000N軌控發動機點火工作約15分鐘，探測器順利進入環火軌道，成為我國第一顆人造火星衛星，實現“繞、著，巡”第一步“繞”的目標，環繞火星獲得成功！而“天問一號”能夠在環火軌道上，以正確姿態按預定軌道飛行，也有來自“四川造”的助力。

電磁閥

封面新聞記者 楊晨

中國航天科技集團七院所屬的四川航天烽火伺服控制技術有限公司裡，設有一個特種閥事業部。部裡工作人員之間，有一種心照不宣的“默契”：在討論或談及各種特種閥零件的尺寸時，都習慣性地不加長度單位只說數值。

因為事業部裡所經手的每一個零件，均以毫米計量。除非研製或加工更加精細、達到微米級別的零件時，大家才會特別“提醒”。

這些精細化程度高，且並非批次化生產的特種閥，都是為我國航天航空工程所服務。其中種類有伺服閥、電磁閥和車載閥。

在此次的“天問一號”任務中，由事業部生產加工的兩種型號電磁閥，相當於“開關”，分別應用在環繞器軌控發動機和姿控發動機上，確保了“天問一號”在環火軌道上，以正確姿態按預定軌道飛行。

作為特種閥，此次電磁閥加工難度可想而知。個別零件的加工工序達20多道，涵蓋了車、銑、磨、鉗、研、熱處理、電子束焊、慢走絲等多個工種。除了讓各個零件之間精準對位完美貼合外，特種閥事業部的各個能工巧匠們還得竭盡所能，與毫米級甚至微米級的瑕疵或缺陷“較真”，將所有隱患“清零”。

閆守紅與操作者進行技術交底，以及時解決生產過程中遇到的問題。

一閥一“身份”

2016年7月，四川航天烽火伺服控制技術有限公司特種閥事業部接到了某型號兩種電磁閥的生產任務訂單，數量近百臺，而訂單上只有一串序列號，並沒透露用於何處。

隨後，技術部門又收到了產品的圖樣和技術條件，其中對兩種電磁閥的零件加工精度提出極高要求：閥腔內孔、密封副密封面的表面粗糙度0。2微米，並要在30倍顯微鏡下進行對比檢查，且不得有多餘物。同時，兩種電磁閥還要經得起嚴酷的溫度環境考驗並保持良好的密封效能。

看到這種超高質量要求，再結合小批次生產，公司內部最終判定，這兩種電磁閥一定是應用在重大工程任務中，隨即召開專題工作佈置會，挑選黨員骨幹成員組成了專項任務團隊。

果然，這份訂單與2020年舉世矚目的中國第一次自主火星探測任務有聯絡。

“需要生產加工的兩種電磁閥分別為甩線電磁閥和插座電磁閥，都是雙閥芯結構，增強可靠性。”技術指揮閆守紅形容，電磁閥就相當於‘水龍頭’，起到開關和控制的作用。“兩種都用在‘天問一號’環繞器的發動機上，成對裝配，一個控制氧化劑路，一個控制燃料路。“每個環繞器上裝八臺發動機，一共就有十六個我們生產的電磁閥。”

為了保證產品質量，在生產加工前，閆守紅將所有圖紙進行了梳理，並對加工過程中可能出現的問題進行提前預判。

透過組織各機加及裝配師傅，分析公司現有的生產技術條件，不斷最佳化調整工藝技術方案，設計專用的工裝、刀具，並對一些重要零件進行了試加工，她和團隊最終確定了產品零部元件的機加工藝方法及閥門的裝配方法，固化了產品機加工藝和裝配工藝方案。閆守紅帶領工藝團隊僅用了2周時間就完成了兩種電磁閥60多種零件的工藝編制任務，整整裝滿了3個檔案盒。

閆守紅大致算了算，一個長度只有82。6毫米，和成人手掌般大小的電磁閥，從開始生產加工，到完成試驗除錯、再到出廠交付，需要四個月到半年的時間。

航天產品還講究“可追溯性”。“每一個閥都有一個‘身份證’，背後詳細記錄著‘出生’過程。如果在某個環節閥出現問題，那就要倒回來查，查什麼時候出廠的，有問題的零件是什麼時候生產的，由誰生產的，誰檢驗的。”特種閥事業部總經理兼行政指揮彭民告訴記者。

假設產品交付，聯合整機做試驗時發現有一點故障，都必須“歸零”。“技術歸零和管理歸零。我們要分析閥出的問題是什麼原因，一個個排除。如果一共交付的100個閥，其中有一個出現了問題，就要查與剩下的99個是否有關聯，做‘剝離’。如果有，那麼所有的就要返工、返修甚至報廢，因為我們要保證產品最終‘上天’時，完成百分之百的成功。”

電磁閥

給零件“掏耳朵”

“百分百”質量要求下，“特種閥”的加工難度可想而知。

此次電磁閥的大多數零件都需要10餘道機加工序進行加工才能完成，然後再由零件形成部件，部件裝成元件。其中，個別零件的加工工序達20多道，涵蓋了車、銑、磨、鉗、研、熱處理、電子束焊、慢走絲等多個工種。“零瑕疵、零缺陷”是需要全力達成的目標。

大致呈圓柱形的殼體元件是電磁閥的主體結構零件，由三種零件焊接而成，材料包括不鏽鋼和軟磁合金。“加工工程中，刀具在與不同材料的‘碰撞’中，磨損快且磨損程度不一樣，導致內孔加工的粗糙度不一致。”車工技師靳小強表示，在大家合力攻關下，採用了半精車加工，將加工餘量控制在0。03mm 內，厚度相當於一根頭髮絲的一半。

此外，特種閥並非批次化生產的產品，且設計特殊。“所謂‘車工一把刀’，我們有時候就需要自己根據產品特性自制刀具。”靳小強舉例，針對此次電磁閥殼體孔徑不一致的特點，就自制了一把深小孔階梯鏜刀，配合著內孔徑階梯式的變化。“既方便操作又保證了剛性。”

姜支剛正在仔細去除零件毛刺

殼體中具有多個深小孔及交叉孔，有的孔徑只有1。5mm，整體深度達到50mm，所有深小孔及交叉孔口不允許有毛刺，且孔邊必須是光滑的圓弧倒角。為了滿足要求，鉗工組組長姜支剛用高速鋼、硬質合金自制各種尺寸的刮刀20餘種，最小的比牙籤還細。

要“解決”的毛刺，通常是毫米甚至微米級別的。每次工作，姜支剛都要長時間伏在強光燈下，有時還要藉助30倍顯微鏡，進行作業。就像是給零件“挖耳朵”一樣，先剔一點，再緩緩勾一圈，還要輕輕磨一下。

從事這項工作已經27年的他，靠著多年積累的手上經驗，已經能夠準確把控這分毫的差別。平時，姜支剛也會在網上搜索與自己工作相關的內容，看看別人總結了哪些經驗。“例如看有人介紹可以用海綿砂進行拋光，我也買來試用，看和目前使用的金相砂紙哪個效果更好。”

李堅正在研磨電磁閥零部件

解決了毛刺，零部件加工便進入了更加精細的研磨階段。一般來講，零部件精度要求極高：不及頭髮絲1\\16的微米級尺寸公差、能照出人影的表面粗糙度……

在研磨工作室內，已有33年從業經歷的研磨技師李堅，向記者展示了研磨機具體操作過程。她先將研磨套套在研磨杆上，並塗上自制的研磨膏。隨後又再將電磁閥殼體套入，向前壓動後，研磨杆開始旋轉，對殼體內壁進行更精確的塑形和研磨。

反覆研磨後，李堅憑藉經驗和手感就能判斷出是否已滿足工藝要求。“再用汽油對殼體內進行清洗，乾淨後再用30倍工具顯微鏡，檢查內腔是否真的達標，有無雜質、光潔度如何。”一個零部件的加工，可能需要經過多次的研磨、洗滌、檢查。為了防止靜電，洗滌時還不能戴手套，所以長年累月下來，李堅的手多皺裂，面板比常人乾燥得多。

連一個手指印都不能“留下”

新裝置的引入，提升了此次“天問一號”電磁閥加工的質量和效率。

“電磁閥使用的是軟磁合金這種比較敏感的材料，我們做熱處理加工時要保證產品具有較好的磁效能。”23車間熱表處理主管工藝黃又滋表示，為了保證此次“天問一號”電磁閥的質量、效能和潔淨度，特地定製了一臺處理裝置，以最高的精度和最高的恆溫均勻性對零件進行加工。“儘管加工時間翻倍，但是因為爐膛環境好，汙染小，做出的零件顏色一致，不需要我們再做附加的處理。”

在完成熱處理等工序，將零件送入裝配間進行組裝之前，還會有一個“清潔”的環節。

“為了保證零件的潔淨度，我們不僅要用棉籤一點點清洗，並藉助高壓氣將棉花絲吹出來，再用吸塵器吸一遍。”閆守紅介紹，在清洗一遍後，工作人員需在強光下用30倍顯微鏡對零件進行檢測，檢視是否有殘餘。“連一個指紋印都不能留下。”

驗收合格後方可開展後續裝配。在週轉至裝配間的過程中，為了保證零件整體外觀無劃痕和碰劃傷，相關技術人員還設計了專用保護工裝。“例如設定有隔斷的週轉箱，能讓零件有效防止避免劃傷。並在箱子上包一層保鮮膜，再用有密封條的蓋子蓋好，增加保護性。”閆守紅介紹。

林津正在使用高精度導向壓配工裝進行殼體部件、閥芯元件壓配工作。

組裝工作由班組長林津牽頭的裝配團隊在1萬級潔淨間裡完成。有的零件“微小”，組裝的時候更是在毫米或微米之間較勁。

例如在對以毫米計的閥芯元件進行壓配時，需要將密封件閥芯壓入壓緊套，再整體壓入銜鐵。零件之間需要在零點零幾毫米的過盈量或者間隙中緊緊配合，但稍不留意就會壓偏，導致零件報廢。

考慮到零件自身並無導向功能，為了確保“壓得緊、壓得正”，團隊自制了外形如圓柱體一般，高精度的導向壓配工裝。“其實就是利用工具對各個零件在軸向上定好位，再進行壓配，讓他們相互之間緊實可靠，而且外觀齊整，不產生變形。”（由四川航天烽火伺服控制技術有限公司提供相應文字資料和圖片）

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