构造简单 却受制于人 这家企业将它如愿国产化并用在神州火箭

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《大国之材》原创文章

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图片：受访人提供、图虫创意

编者按：

古人曾孜孜以求，希图“空手”炼就珍贵而耀眼的黄金。

炼金术随之而生，夙愿绵延两千多年，几乎风卷整个世界版图。直到19世纪才被现代化学科学祛魅，随炉灰一起冷却和沉寂。但它的思想火光却没有消失，反而为当今的新材料研究和发展，照亮了一块广阔的、充满想象力的空间。

本期《大国之材》要介绍的不是炼金术，但跟一种宝贵的金属材料技术相关。这种技术，对于国计民生而言，倒不失像金子一样重要。背后映射出企业务实奋斗、求索不息的精神，亦像金子般“闪闪发光”。

将一种金属与另一种金属复合叠加在一起，会产生哪些神奇的效应呢？

这种新材料会在温度变化时自动“卷曲”，将热能转化成机械能。由于结构简单、价格低廉，被广泛应用于各种与温度有关的控制器、保护器等装置中。

但在上世纪末，这种实用且关乎国计民生的材料，国内却苦于高端技术生产无门，只能依赖进口。

这种材料名为热双金属。

90年代的神州大地，经济复苏，到处充斥着突破者的身影。佛山通宝精密合金股份有限公司（以下简称“通宝精密”）尝到了受制于人的不甘，也嗅到了市场的商机，暗暗较劲要实现热双金属的国产化。

谁也没想到，这家初时名不见经传的小企业不仅成功了，还为热双金属的应用插上了想象的翅膀，从最初的电源保护领域，带着它逐步走上“神州”系列火箭、“嫦娥号”月球探测器、新能源车等更加宽广的应用舞台。

专注“炼金”20余年，通宝精密让这项掌控着千家万户的用电安全的材料，摆脱了依赖进口的局面，还借此实现自身的腾飞，登上了该领域内全球前三、中国第一的“王座”。

01、暖炉生火早，炼金还需自强

如果你将家里的大功率电器一下子全部打开，齐齐上阵，那么很有可能造成电路过流，“啪”一声，低压电器自动工作，电路断开。

是的，自动跳闸了。完成自动跳闸使命的，就是低压电器内的热双金属。因为热双金属的这项特殊“技能”，这款小小的低压电器走进了千家万户，保障着用电的安全。

不过，在上个世纪90年代之前，国内的热双金属生产技术落后，高端产品大量依赖进口。

为了改变这个局面，国产化的决心悄悄在行业人心里发芽。但改变这个局面并非易事，当时的温控器件归国家机械部管理，热双金属则由冶金部管理，两者的管理机制不同，材料与器件无法有效结合起来，导致热双金属发展受限，无法适应市场的需求。

通宝精密总经理卢小东回忆道，当时国家机械部决定将热双金属材料纳入机械系统，结合起来发展。于是，在佛山建立热双金属生产基地，并与佛山市政府共同组建起佛山精密电工合金有限公司，即通宝精密前身。

紧跟国家对用电安全的需求，通宝精密在国内率先对热双金属相关产品展开研发生产。

卢小东指着眼前小小的铜黄色金属薄片认真地解释道，除了在过流时会切断电源，在人们日常使用的电灯、咖啡机、热水壶等各类家用电器中，也是重要的温度控制开关，“比如电饭煲从煮饭模式自动跳到保温模式，在保温模式下稳定工作，全靠它的作用。无论在多么复杂的电路系统中，热双金属片都妥妥地充当着‘老大’的角色。”

小小的热双金属看似构造简单，但生产的难度十分大。卢小东对《大国之材》介绍道，一要保证两层及以上的金属材料复合在一起，并保证其在长期使用过程中不产生剥离，二要保证压延以后的厚度能够达到用户的使用要求，最后，还要实现大批量、自动化生产。因此，在早前，国外技术处于绝对垄断位置。

热双金属的原理是在18世纪时，被一位国外的锅炉工人发现。这位工人在生产工作中发现一个奇特的现象，当锅炉冷却时，锅炉门就会自动打开。经过仔细研究，发现原来锅炉门由两块热膨胀系数不同的金属版焊接而成的。

从中汲取灵感后，1925年，美国有科学家发表了热双金属片的弯曲理论。该技术传到欧洲后，1941年，法国科学家全面掌握了高锰合金的热双金属物理性能和加工方法。随着工业的推进，热双金属的技术愈发成熟。

为了实现进口替代，通宝精密首先从设备的问题着手，斥资引进先进生产设备，并派研发团队到国外进行培训，并夜以继日地进行研究和摸索。通过硬件、软件的不断创新突破，迅速在市场站稳了脚跟。

“在厚带双金属方面，我们已经达到了国外的同等水平。”上世纪80年代末，世界500强公司施耐德在天津建立了梅兰日兰低压电器生产基地，提出热双金属本土化的需求，这给“苦炼内功”已久的通宝精密带来机会，凭借炉火纯青的实力，很快地顺利走完了样品认可、小批试产、试验到大批供货的阶段。

借助对施耐德的服务经验，通宝精密又顺利地先后打入西门子、ABB等诸多500强企业的供应名单。

品牌的成功塑造，迅速为通宝精密打开更多市场可能。

02、烈火炼真金，品质决定市场

“进入新世纪，国家航天项目团队主动找上门，希望加强与我们的合作。”卢小东激动地回忆道。

航天项目对热双金属产品的使用要求极其严苛，由于火箭的造价十分昂贵，对于零部件的可靠性要求十分严格，另外，火箭的整体运行环境是高温高压的极端环境，要求复合金属不会因此产生剥离。

针对客户的需求，通宝精密专门成立了技术处理项目组。

以触点材料为例，在接到客户的需求后，通宝精密通过专门调整产品的成分，满足需求，并将试制出的样品送往可靠性的试验和寿命测试，并根据验证结果开发寿命测试系统，来保证产品在出厂前就满足客户需求。“为此，我们专门建立起触头材料的整体寿命试验系统，这套系统还是国内首创。”

“从神舟六号开始，每次完成火箭发射后，通宝精密会收到一个模型和一封感谢信。”相比挂满墙的奖状，这些火箭模型更让卢小东感到自豪，他认为这是对一个企业最大的奖励，和最大的鼓舞。

品质决定一切，品质引领未来，这是通宝精密始终坚守的质量理念。

而决定热双金属片、触头材料等产品质量的，除了母材本身的性质外，生产设备和技术也发挥着关键的作用。为了赶超国际同行在电的接触、控制、保护等电气应用领域的先进水平，卢小东表示，通宝精密独家引进了国际上先进的可控气氛热复合技术及其生产线，还从德国、日本引进用于生产电触头材料的关键设备。

“早在2006 年，公司就引进了先进的20辊轧机，而截止到目前，我们在超薄的高精度特殊金属带料加工水平上都处于国内领先地位。”卢小东说。

光引进硬件，只能依葫芦画瓢。在先进技术及产线的基础上，通宝精密进行了深度的消化吸收。“我们在热双金属的生产过程中，实现了能源管理系统的完善，对生产各个环节的水电消耗进行了管控，此外，对提供给客户的产品，我们与客户进行共同设计，达到使用的材料越来越少，单件重量降低的效果。通过上述流程，我们形成定制化生产特殊牌号，使产品在应用端达到用电的节能降耗。”

通过对引进的设备及设计做了充分地消化吸收，由原来最初的仅10来个牌号，发展至今，通宝精密已积累了上百个牌号。

质量的把控不仅在于生产端，还仰仗检测环节，为此，通宝精密自建了物理性能检测室和理化分析室，为投放市场的产品提供可靠的质量保障。“通宝精密的产品可靠性，最高能达0ppm，也就是说，100万件产品中没有一件不良品，”卢小东不无自豪地介绍道，“而行业普遍标准都在千位级或百位级。”可靠性指标是衡量热双金属、电接触材料质量的一个非常重要的指标，在恶劣的应用环境下，愈能彰显该指标的重要性。

以技术为引擎，通宝精密的商业版图，越来越大。其生产的热双金属、电接触材料等产品，销售网络遍布全国各地，并辐射至欧美等国家和地区。据悉，即使受疫情影响，通宝精密在2021年上半年，就已经完成了全年70%的销售额，“我们及时做了任务调整，希望冲刺更高的目标”。

03、创新无止境，炼就更多“金”彩

对于热双金属的应用，通宝精密还赋予了其丰富的想象力。

从最初仅有的单一产品到现在拥有过百种产品，通宝精密不满足于此，仍孜孜不倦地追求着创新，积极进军前沿材料。

卢小东向《大国之材》介绍道，通宝精密正在探索通过复合不同的材料，开发出具有光明前景的新“金”产品。

比如在医疗领域，通宝精密研发出特殊材料复合而成的手术刀，可在进行手术切割的同时起到止血功能；在新能源汽车领域，通宝精密也与比亚迪等车企就电池复合材料形成了合作，用于电池组的连接，提升连接可靠性。

在技术的加持下，热双金属应用的想象空间越来越大。卢小东表示，在汽车车身轻量化、家电温控、厨房合金用具等方面，也有很多可以去扩展的应用场景。

而支撑通宝精密想象力的，是创新力。近些年通宝精密每年的研发经费占整个销售收入的4%至5%，建立起由博士、研究生和高级工程师组成的新型功能材料工程技术研发中心，并且与高校、科研院所合作形成长期的产学研项目。“在人才方面，目前，通宝精密平均每6名员工中就有1位技术人员。”

持续的研发投入、创新人才的培养，为通宝精密的“炼金”探索提供了熊熊燃烧的“创新”火焰。

如今，热双金属已是通宝精密的“爆款”产品,“每3个双金属片就有1个来自通宝精密。”卢小东介绍道,通宝精密的热双金属产量已达全球前三、中国第一。

对于未来，通宝精密提出“立国内主导，创世界先进”的发展目标。“我们希望巩固现有的市场，在一些新的产品应用上，发挥我们在复合技术的优势，在更多的应用场景形成生产力。”

创新之石，梦想之火，百炼成金。面对未来新的机会和挑战，通宝精密这名“炼金师”，以其做精做深的工匠精神，又将创造怎样的“金”彩，值得期许。

公司介绍

佛山通宝精密合金股份有限公司(FEPAC)是一家国家重点高新技术企业，专业从事热双金属材料、层状覆合功能金属材料、电接触材料、高精度薄型金属材料等新材料的研发、生产、销售、服务。

产品广泛应用于各类低压电器、家用电器、汽车行业、电池行业、母线排行业以及高端电子通信行业等领域上。

20世纪90年代前，受国内冶金行业发展和装备技术设备能力低下的制约，我国热双金属材料的工业化生产发展一直徘徊在较低水平，国内的热双金属市场中，高端需求基本都要依靠进口。在国家有关部委的牵头组织下，1993年成立了佛山精密电工合金有限公司，并从国外引进关键设备和技术，历经20多年的发展，公司现已跻身于国际热双金属制造前三强、国内电接触材料领军企业之一。

个人介绍

1984年毕业于广州华南理工大学机械制造专业. 1985年～2000年历任佛山模具厂、佛山温控器厂、佛山通宝公司工程技术部主任、厂长助理、副厂长、副总经理， 2001年起任佛山精密电工合金有限公司(2008年改为佛山通宝精密合金股份有限公司)党支部书记、总经理、董事，兼任佛山通宝股份有限公司副总经理、董事，佛山好运控股有限公司董事。

任佛山通宝精密合金股份有限公司总经理以后，对企业技术进步、发展方向作出了重大贡献，企业的生产和技术进步上了一个新的台阶。使企业由原来的处于亏损状态，且销值只有0.66亿的困境，发展到现在销值超5.0亿的行业领军企业，公司的双金属产品在市场的占有率达到40%,全国同类产品排名第一,为中国电器工业最具影响力企业。

2013年荣获“全国机械工业劳动模范”、2016年荣获“中国电器工业最具影响力领军人物”、是中国电器工业协会电工合金分会理事单位副理事长。

产品介绍

1、热双金属

热双金属（Bimetal）是指由两个（或多个）具有不同热膨胀系数的金属或合金组元层牢固地结合在一起的复合材料。热双金属产品主要应用于低压电器（如各类断路器、热继电器等），家用电器（如温控器、保护器）等安全保护、自动控制领域上。

2、电接触材料

电接触材料是电力、电器电路中，通、断控制及负载电流电器（如开关、继电器、起动器及仪器仪表等）的关键材料。

----电接触材料和热双金属元件是低压电器产品的“心脏”和“大脑”，直接关系到低压电器产品的稳定性、安全性和可靠性。