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“搞定”第一颗氢弹的轻材料
发布日期:2020-07-20    发布:中国核学会


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◎ 吕志清 口述  王煊昌 整理



我是1964年从哈工大毕业的,一毕业就被分配到了二机部,1964年9月28日到达西宁,并被分入二二一厂102车间轻材料压制成型组(当时叫做老三组)。当时厂里的条件已经有所好转,但是因为去的人特别多,我们就住在102车间楼下的一个淋浴池。我当时住在中间,根本见不着阳光,但是现在回想起来,过得还是挺充实的。楼上就是办公室,吃过饭就到办公室看书学习、整理材料。102车间分为重材料加工、化学、光谱、质谱涂层、力学性能、物理性能、金相、X光等专业,是生产特材的重要车间,也是二二一的核心车间之一。而轻材料压制成型组被称为102车间王牌组,对氢弹来讲,这是一个十分关键的组。


二二一厂102车间外景



轻材料成型难题惊动周总理



记得当时组内有33人,大约有22个知识分子、11个工人,武胜是我们的组长,带领我们日夜奋战。当时我们的资料基础非常薄弱,对材料没有认识,只有一本苏联出的小薄书《锂和它的物理化学性质》,大家只知道材料易燃易爆。我们组分为三块,小型组、大型组和铸造组。第一批材料是从国外进口的,玻璃瓶子装着,外面用向日葵杆芯做缓冲。由于对安全性没有太多认识,大家其实还是比较怕的,作为知识分子,我们对它的性质认识相对多一点,所以也更加责无旁贷地冲在一线。

随后102车间临时成立了一个安全组,专门针对这个原材料的安全性做了很多实验,比如材料粉尘中如果有一个闪点,达到一定浓度就有可能造成爆炸,大家就会想很多办法解除隐患;比如用手套箱做一个密闭容器,来试验出它的一些特性,以进一步保证安全。

原材料是粉末状的,做出合格的成品首先要压制成型,主要需要攻克几个方面的问题:压力与密度的关系,烧结强度和密度的关系,还有升降温速度、热压、烧结温度、保温时间等等。这些都需要大量的试验,做试验就需要大量的时间,需要24小时不间断的值班。比如试验中的温度控制,由于当时技术条件的限制,很多台设备同时进行,每15分钟就需要人工记录仪表读数,及时调节设备,需要一个人连轴转。就这样一直坚持了半年,终于研究清楚了材料的脾性,确定了轻材料加工的主要参数,包括最佳烧结时间、压力、温度等等。

之后,我们才进入材料预生产阶段,尝试大零件的制作。这其中,宋家树副主任起到了关键的作用,他总是以身作则,带着大家处理问题,出了很多点子。

轻材料成型制作过程中也出现过很多大的问题,其中一个比较困扰大家的就是“粘膜”,这种材料和很多有机物及金属都会发生反应,当时原材料很贵,一次要用几十公斤,粘坏就报废了。于是大家挖空心思尝试各种各样的办法,涂层、镀金、镀银、镀铬等等方式我们都尝试过。这事当时还惊动了周总理,总理曾经问过:你们那个事情解决得怎么样了?经过很长时间的开发和改进,我们终于用比较经济的方法解决了这个问题,还获得了当年的科学大会奖。


二二一厂102车间107工号,化学分析都在这栋楼

还有材料裂纹问题,一直到1979年才完全解决。也是我带领我们组,集体研究、通过实验解决的,得到了国防科工局的认可。在这个方面,我对于老(于敏)的印象很深,那个年代,因为对材料的了解不够深入,敢于拍板做决策的人不多,有时材料有轻微裂纹,他就敢拍板照用,这种担当为国家节省了大量的资金和资源。



朱光亚和我们一起解决困难



轻材料加工过程中很少有现成的工具,大部分工具都是大家群策群力,耗费巨大的时间精力自行设计研发的。针对材料的特性,我们自己开发提出了1.5米的真空电阻炉的基础参数与设计需求,设计制作了烧结材料使用的专用密封桶以及内部用来测温度的热电偶等等。

1965年3月,轻材料在压制成型、烧结的过程中起火了,但是由于保密性质和材料遇水、遇沙等都会起反应的特性,虽然当时处于对材料性质还不太了解的阶段,大家都很害怕,但是我们还是没有让赶来的消防队员进去,全靠车间里的同志们一起齐心协力,从中午忙到晚上,终于用氩气把火熄灭了。这个材料对黏膜刺激很大,很多人当场咳嗽、呕吐,还有一名叫王景瑞的同志眼睛严重红肿,以致不得不离开了这个岗位。

大家都知道核辐射对人体的危害,其实我们所接触的其他材料的化学毒性也不容小觑。举个例子:轻材料加工需要用到大量的脱模剂,这是一种以甲苯为主要原料的高致癌物质,尽管做了防护,使用过程中仍会被刺激得咳嗽、流泪甚至呕吐,对人体的危害不言而喻,但我们中没有一个人抱怨过懈怠过,对待工作仍是一腔热血。

在做506试验时,由于506的外径很大,我们的炉子很小,材料加上密封桶,也就刚刚能放进去,所以加工难度非常大。大家都很着急,特别担心不能按期交货。我记得有一个晚上,朱光亚穿了军大衣来到车间,跟大家一起想办法解决困难,凌晨才离开,给了同志们极大的鼓舞。那时候吃住都在现场,困了累了就找个暖和的角落休息一会儿,当时只有一个心愿:拼死拼活也要完成这个任务!



局长每天都跪在地板上擦地



当时干部、职工都打成一片,技工、知识分子都没有区分,男人女人也没有区分,脏活累活都抢着去干,大家只有一个想法:齐心协力把任务完成。当时从二机部保卫局来了一个姓冯的局长给我留下了很深刻的印象。他在我们组蹲点,来的时候跟大家讲话时说:这方面的专业知识我没有,我只能做好服务。当年他已经50多岁了,体型比较富态,一个正厅级的领导,为了保持厂房清洁,保证安全,每天都跪在地板上擦地,在他的带动下,大家都自觉地参与到这项工作中来。这个传统一直传承保持到20世纪90年代二二一撤厂,4号大厅的地面始终被车间的同志们打扫得干干净净。

其他的领导也是一样,以打扫卫生为例,当时我们没有清洁工,领导和职工每人分工负责一片责任区,没有哪个领导让别人来干过。当时物资特别匮乏,所有东西都是配给制,比如自行车、手表等,会给大家发票,但领导从来都没有领过,都让给了下面的职工。虽然时代在变,条件在变,但是这种精神是值得我们传承的。

二二一厂102车间主楼

1990年二二一撤厂时,需要对场地进行清污处理。当时厂里十分困难,但还是给了我们专项清污资金。为了节约成本,102车间全体职工想了各种各样的办法。比如用人工处理墙皮,清洗设备,自己动手拆房子,手工挖开2米多深的排水管道……一点点、一寸寸地处理了将近一年,那段时间,很多同志累得晚上回家床都爬不上去。但是效果也是令人振奋的:102车间清理工作一次验收合格,全部花费仅仅30余万元,我们的付出为国家节约了大量的资金。 

(吕志清,1940年生人,1964年毕业于哈尔滨工业大学金属材料专业,并于当年9月进入二二一厂102车间轻材料组,历任技术员、工程师、高级工程师、车间主任。作为核心人员参与了第一颗氢弹的轻材料部件压制机理研究、工艺参数制定、模具设计及工装设计的全过程,相关轻材料批生产压制件的全过程。


策划:杨金凤

编辑:郑 可


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