——访郑州磨料磨具磨削研究所王光祖、黄祥芬、卫凤午

每次提到王光祖老师，行业人士的第一印象都是中国第一颗人造金刚石的研制者之一，王老师似乎也成为了中国人造金刚石的代名词。但其实，王老师参与的工作远不止“研制金刚石”这么简单。

从第一颗人造金刚石的研制者到中国第一台人造金刚石六面顶压机试运转的参与者，高压密封技术难题的解决者，合成工艺技术的开拓者，再到第一台6×50MN大型化铰链式六面顶压机试运行的践行者，王老师参与了从产品到设备再到推广的全过程。

（“功勋压机”本体）

年9月28日，国务院国资委在中国中车集团举办中央企业工业文化遗产名录发布仪式上宣布，中国第一台人造金刚石六面顶压机（功勋压机）成为我国机械制造业工业文化遗产。这个消息的到来，让王老师等多位行业前辈心潮澎湃，更是让参与压机制造单位三磨铸锻一机人们热血沸腾。那么功勋压机是如何诞生的？它的出现又创造了哪些奇迹？

近日，我们采访到了三位耄耋之年的三磨所科技老兵：王光祖、黄祥芬、卫凤午，与他们一起畅聊了“饺链式六面顶功勋压机”的诞生及其在中国人造金刚石工业的形成、发展壮大中所做的重大贡献。

回顾中国第一台人造金刚石六面顶压机诞生，还要从我国第一颗人造金刚石研制说起。

中国第一颗人造金刚石是诞生于两面顶压机上，之后的发展壮大是在我们前文提到的六面顶压机上。

上世纪50年代，美国通用电器公司的H.T.Hall为首的试验小组，根据高压研究者P.W.Bridgman的大质量支撑原理所设计的超高压装置改进为Belt（年轮式）两面顶装置，解决了用金属催化加速生长过程的问题。并于年12月16日，用Belt装置首次可重复地用高压高温法合成金刚石成功，为工业生产人造金刚石奠定了技术基础。

六十年代初的中国，工业刚起步，需要金刚石支撑工业发展，中国研制人造金刚石的历史背景决定了要“集中兵力打歼灭战，而不是持久战。”

王老师告诉我们，中国开始研制人造金刚石之所以选择两面顶压机是因为有美国和苏联等前人经验，当时我国首台两面顶压机是仿制苏联设备的外形，不过设备里面究竟是什么样子的，大家都不知道，所以后续的研制工作耗费了很多心力。

北京通用机械研究所（后迁往合肥）从年开始，在郑州磨料磨具磨削研究所、机械科学研究院及地质科学院等兄弟单位的通力合作和大力协同下，用不到三年时间，花费30万投资，自主设计制造了吨61型两面砧超髙压高温装置。

在研制设备的同时，接受人造金刚石合成技术主攻重任后，于鸿昌、王光祖查阅了许多有关资料，对当时发表的有关金刚石的近十条相变曲线，做了逐个分析，设计出合成模型、总结出了经验公式和石墨-金刚石平衡曲线，并编写了《人造金刚石合成工艺基础》。

他们以计算得出的石墨-金刚石平衡曲线为理论依据展开了试验研究。经过试验、改进、再试验、再改进的艰苦探索，终于在国产吨61型两面砧超高压装置上，以高纯石墨粉为碳源，以镍铬合金为触媒，在7.8GPa和～℃的条件下，于年12月6日，首次合成中国第一颗人造金刚石，使我国成为世界上第六个掌握人造金刚石技术的国家。

说起当年第一颗人造金刚石诞生的情景，王老师依然记忆犹新。

他说，他一直记得霍尔先生年来郑州三磨所讲学时的说辞。

“年12月16日早晨，当我打开盖子的一刹那，双手颤抖，心跳跟着加快，膝盖变得不听使唤，几乎站不住了。”这是霍尔回忆当年观察第一颗人造金刚石的心情。

王老师说，没想到年12月6日，在看到中国合成了第一颗人造金刚石时，他竟然有着同样的感受。

第一场“战役”吹响了胜利的号角，不过后面还有第二场“战役”等着他们。

第二战役的“主战场”在济南和郑州，“参战”的主要单位是：济南铸造锻压机械研究所、郑州磨料磨具磨削研究所和上海材料研究所。

为了使这一重大科技成果尽快转变为生产力，第一机械工业部一方面组织有关单位，编制《人造金刚石中间试验计划任务书》。一方面明确安排：中间试验基地设在郑州，中间试验由三磨所总负责，济南铸造锻压机械研究所和上海材料研究所等单位参加。

年春，一机部召开的计划工作会议上已经作了协调安排，当时给铸锻所发出“关于下达六面加压用液压机试验研究品试制计划的通知”。

通知指出：郑州磨料磨具磨削研究所为了承担国家人造金刚石的重点科研项目,急需六面加压专用液压机一台，现决定将该产品的设计、试制计划正式下达你所,列为试验研究项目。要求在年上半年完成试制，并争取提前。

为什么选择六面顶，而不是继续选择第一颗人造金刚石研制时使用的两面顶？对此，卫老师和黄老师为我们做了解释。他们说，这主要是从金刚石合成工艺的科学角度考虑，在当时技术及理论基础上，研究者考虑到多面加压，更利于晶体生长，此后发展也证明了这一点。

接到任务后，时任铸锻所的副总工程师范宏才与课题组的同志一起,结合工业生产人造金刚石的目标，对第一台六面顶试验样机制定了下列设计要求：单缸压力t；工作液体压力kg/cm；具有半自动循环工作规范；单次循环时间30-45min；压力腔内的最高压力达到7-10万个标准大气压；压力腔内的最高温度达到1-℃；保压时间30min；顶砧寿命达到次以上；顶砧的同步性要好，同时必须保证压力腔的可靠密封。

王老师告诉我们，这些设计所提出的要求对所有研发人员来讲，都是极大的挑战，这意味着人造金刚的工业性生产设备必须釆用特殊的结构和超高压液压传动。研究制造六面顶压机,必须解决六面顶主机的特殊结构与材料、超高压液压密封、超高压单向阀和超高压管接头、多缸活塞同步、压力稳定和长时间保压、顶砧的结构强度与寿命、叶腊石高压腔体的密封等关键技术问题。

经过铸锻所16个月的顽强拼搏,年8月，第一台六面顶压机完成了安装、调整和试车,且一次成功。随即三磨所派王光祖、余志超、李进保等人造金刚石合成工艺研究人员到铸锻所,共同开展试验样机的同步、保压、稳压、顶砧试验和温度、压力标定等工作。

这场“战役”的艰难程度不亚于第一场“战役”，试验一开始就遭遇到了一系列问题。如压机的同步、对中、“放炮”、高压油管的密封与拉断、电磁阀乱跳、硬质合金顶砧频繁损坏与更换等等，许许多多始料未及的艰难险阻，让操作者手忙脚乱。

“放炮”已是这个战斗集体日常交谈的关键词。一次中午王光祖与邵德厚、李进保、余征民四人在从实验室去食堂的途中，李进保突然来了灵感。于是四人顾不上去用餐，不约而同的蹲在通往食堂的土路旁，由李进保讲想法，余征民捡起个小石头画草图。这一场面被铸锻所机加工车间奚主任看见，他来到四人身边，对大家的痴迷敬业精神，竖起大指姆，并告诉四人劳逸结合。这只是类似镜头中的一幕。如用沤心沥血、废寢忘食来表述这个战斗集体在解决技术难题时的状态一点都不为过。

“真是每前进一步，都会遇到拦路虎，那种艰难局面如不身临其境是很难体会到的。”回忆当时的研发工作，王老师说道。

在科研人员的忘我努力下，年11月5日，六面顶压机首次合成出了人造金刚石，这也正式宣告了铰链式六面顶金刚石合成液压机的研制成功。

（“功勋压机”原貌）

随后经过半个多月的重复试验，合成率节节攀升，工艺趋于稳定。压机移交三磨所后，年，样机在郑州中间试验的过程中，生产了1万多克拉金刚石。为人造金刚石行业的形成和发展打下了坚实的基础。

常言道：“单花盛开不是春，百花齐放春满园”。在六面顶压机完成中试后，为尽快将金刚石这一高新技术产品转变为生产力，满足工业发展的社会急需，国家开始筹建第六砂轮厂，即中国第一个金刚石专业生产厂，并为该厂提供全套工艺技术资料。

王老师说，当时在多个政府部门的大力支持下，一时间金刚石产业遍地开花。笫一机械工业部直属砂轮厂：一砂、二砂、五砂等以及地方砂轮厂：上砂、北砂、苏砂等工厂的金刚石项目陆续上马，冶金部、地质部、煤炭部等也在积极行动。

在“压机一响，黄金万两”的诱惑下，无论是一两台压机的小作坊，还是几台压机的小型企业都不远千里的到金刚石“圣地”郑州朝圣取经。

在说到当时金刚石产品的价值时，王老师告诉我们，当时1克拉人造金刚石的价格是32.5元，他一个月的工资才69.5元，只够买2克拉人造金刚石。

黄老师说，当时他参加了考验压机工作，组织金刚石生产。每天要完成计划大约多克拉金刚石，产值一万元。如果因故拖延，加班也要完成。每天交接班时，他都会在本子上写到：我今天又为国家创造了一万元的财富。那时的自豪感真的无以言表。

王老师告诉我们，当时研制第一台设备时，为了保重点、抢进度，连铰链床身打腻子、喷漆这种修饰性工序也省略了，所以带着钢铁本色的铰链六面顶机有个爱称“大老黑”。

因为当初金刚石中试基地设在郑州，所以“大老黑”自然而然的就落户在了三磨研究所。

该压机从年开始服役到年退役，在三磨研究所实验室默默奉献运行了30个春秋。在中试或研究课题中合成上百万次，获得金刚石实验产品约万克拉。

在这台专用液压机上，还完成了“稳定金刚石合成工艺和原材料优选试验”工作，开展了单晶大颗粒、聚晶大颗粒（PDC）研制以及立方氮化硼（CBN）等许多重大科研项目的探索和试验研究，均取得良好的成效。人造金刚石的研制成功和我国第一台具有完全自主知识产权的人造金刚石合成装备获得中国科学大会奖，在此设备上完成的上述重大科研项目分别获得机械工业部和河南省科学大会奖。

被命名为“功勋压机”，可以说名副其实。被评为“文化遗产”更是实至名归。

王老师特别强调，经过半个世纪的成长、发展和改进，具有自主知识产权的铰链式六面顶人造金刚石合成专用液压机，已成为静压法生产金刚石最广泛采用的高温超高压设备。六面顶压机工作缸直径已经由最初的㎜发展到㎜；六个工作缸压力从6X6MN发展到6X50MN。经过一代又一代的机体优化，如今变得体能高大雄伟健壮，运行机智灵敏。为培育单晶大颗粒金刚石创造了得天独厚的良好条件。

该设备不但被国内企业宠爱，也被国外同行所青睐。目前我国自发研制的铰链式六面顶压机已远销美国、南非、日本、韩国、俄罗斯、乌克兰、新加坡、印度、伊朗等多个国家。中国铰链式六面顶压机的横空出世和蓬勃发展，彻底改变了世界人造金刚石产业发展的格局，这是我国超硬材料科技工作者创造的一大奇迹，为超硬材料行业兴旺发达做出的卓越贡献。

人造金刚石饺链式六面顶“功勋压机”的上述丰功伟绩是三磨-铸锻一机人，用汗水、智慧，沤心沥血、攻坚克难修炼而成的，永远载入中国超硬材料工业发展史册。

提起“功勋压机”，还有一段小插曲：三磨研究所在扩大和发展过程中，拟将即将退役的设备更新换代。中国第一台六面顶专用液压机“大老黑”也被列其中。王光祖老师闻声非常气愤，并到领导办公室据理力争。领导们理解他对这台压机的特殊感情。立即研究决定把“大老黑”作为“文物”保留下来，摆放在办公大楼后院显眼位置。还为它专门建了一个用花岗石镶边的基台，基台斜面是按金刚石典型晶体立方-八面体的晶面角度设计。正面刻有时任机械工业部科技司司长范宏才同志题写的“中国第一台六面顶压机”字样，基台的背面镶着“功勋压机”四个大字。两边侧面分别刻有压机服役期限和运转次数。三磨研究所乔迁郑州高新技术开发区时，它也随之迁到了新址！供来宾参观或后人瞻仰。

王老师说，当他知道“功勋压机”被认定为“文化遗产”后，高兴之余，更感谢祖国人民没有忘记曾经为中国超硬材料事业做出贡献的科研工作者。“文化遗产”是对研究者工作的肯定，对百年信物的缔造者—铸锻三磨一机人来讲是莫大的荣幸。

他期待所有志为中国超硬材料事业高质量发展献智出力的年轻科技工作者在金刚石量子技术、金刚石半导体技术、超硬材料薄膜在功能应用、纳米金刚石功能应用等高新技术创新领域多做贡献，做大贡献。

“我们深信，超硬材料行业是个永不衰落的行业，而且是随着现代科技和工业的高质量发展，超硬材料的地位和作用显得越来越重要，其前景非常非常美好！”采访尾声，几位老师坚定地说道。