应忠堂，无锡柴油机厂原副总工程师，研究员级高级工程师。

曾任全国铸造学会常务理事，《现代铸铁》杂志主编，多年担任华东铸造协会专家委员会主任，国家有突出贡献中青年专家，享受国务院政府特殊津贴。

▎阴差阳错学铸造

我的童年比较清苦。1938年10月，我出生在宁波市奉化区。我排行老二，上有一个姐姐，下有三个弟弟。我家靠磨豆腐为生，俗话说社会有“三苦”：撑船、打铁、磨豆腐。

磨豆腐往往要半夜三更起床劳作，久而久之父亲积劳成疾，1951年去世时，只有40多岁。家里生活重担全压在母亲身上。

作为家里长子，十二三岁的我半夜就得起来帮母亲推磨干活，早上挑担子去街上卖豆腐，卖完再去上学。

这事不知怎么就被奉化中学校长知道了，他在全校大会上讲，学校有这样一个同学，家里很苦，早上磨豆腐、卖豆腐，卖好豆腐再来上学，学校决定，不但要减掉他的学费，还要给他提供助学金……学校也需要豆腐，我们都去他那里买豆腐，不能让他再上街卖豆腐。

靠着助学金，我顺利念完初中。1953年，再也磨不动豆腐了，我们搬到宁波市开豆浆店。1954年中考，我考进宁波市第一中学。上大学时，我又靠学校最高等级助学金念完大学。

中国古话讲“吃水不忘挖井人”、“知恩图报”，如果没有国家资助，我就不可能上大学。因此，我对党和国家非常有感情，没有共产党，就不可能有今天的我。“忠心耿耿报国，堂堂正正做人”是我名字“忠堂”两个字的内涵，既承载着长辈对我的期望，也代表我人生航向的灯塔。

我在海边长大，对大海很有情感，从小就希望长大后成为一名航海家。

1957年高考前，大连海运学院来学校宣讲，说他们学校是培养船长的摇篮，很是让我心动。因此，我第一志愿是大连海运学院，第二志愿是北京钢铁学院（现为北京科技大学）。

因为中苏关系破裂，1956年有一批留苏预培生被安排到大连海运学院，大连海运学院临时决定不再招应届高中毕业生。学校通知我修改第一志愿。

受大炼钢铁时期报刊大力宣传钢铁，以及“以钢为纲”、“钢铁挂帅”等宣传语录的影响，看到国家钢铁需求量很大，我也想成为一名炼钢工，因此，我毫不犹豫地把北京钢铁学院作为第一志愿，结果如愿以偿被录取。

只不过，我并没有顺利进入炼钢专业，而是被分配到铸造专业。入学后我才知道，冶金系有四个专业：炼钢、炼铁、电冶金和铸造，前三个专业作为钢铁冶金大专业，到大三时才细分专业，而铸造专业入学就要分。

我第一专业选的是钢铁冶金，第二专业是铸造。而学校的分配原则是，只要第二专业是铸造的学生都分到铸造专业，只有钢铁冶金一个专业的就分到钢铁冶金大专业。

说心里话，我心里多多少少有些失落。铸造相对落后，而且铸造苦脏累，但在“祖国需要就是志愿”，以及“我国铸造虽然落后，但落后意味着有更多工作可做，我们要努力改变落后状态”等思想教育下，我开始认真学习铸造。

铸造专业5年制，现在已经改为4年制。设有两个班，每班30人，后来两个班合并为一个班，有部分同学去了新成立的特种冶金专业，剩下约有40人。

大学期间正处于国家困难时期，大家都没吃的，我的情况稍好。我是十项全能运动员，其他同学每月定量36斤，我定量57斤，虽然身上浮肿，但总体讲还能吃饱。

遗憾的是，我没能在大学里入党，因为有海外关系。我姐姐居住在香港，姐夫是香港海员。到锡柴后，也因为这层关系，我成为“内控对象”，直到1983年才入党。

正好赶上大学教育改革，要以劳动代替现场教学，我们被派到太原重型机械厂实习，相当于劳动3个月。铸造有铸铁和铸钢，铸钢就要炼钢，我们班分早中晚3班参加平炉劳动。我们在炼钢炉上上课，这样既参加劳动，又能现场教学。

这3个月让人印象深刻。3个班进行劳动竞赛，搞得红红火火。我们还组织了一次炼钢比赛，工人师傅做指导。我还做过炉长，什么时候加料、什么时候扒渣、什么时候补炉，全由我们自己做。这3个月，每天要来回行走2个小时，劳动8个小时，上2小时课。

因为劳动强度大，饮食方面跟不上，大家都生浮肿病。学校张院长来看过后，让我们都回学校。毕业设计期间，我还到过戚墅堰机车车辆厂、中国纺织机械厂铸造车间实习。

▎从稀土镁球墨铸铁到蠕墨铸铁

1962年，我大学毕业，面临分配。我爱人在温州工作，离无锡较近，我申请分到无锡。班上70%的同学户籍都在江浙沪，但浙江和上海都没有分配名额，无锡有1个名额，学校便把这个名额给了我。

9月，我到锡柴报到，被分到锻冶科，由厂部统一安排到铸造车间跟班劳动7个月，按照规定大学生要劳动一年。

当时锡柴约有1500人，铸造车间非常落后。虽然是部属企业，还是全国八大柴油机厂之一，但全是手工造型。一台混砂机人工加料混面砂，由人工抬送砂到操作工位，背砂也靠人工筛制，3t/h冲天炉也靠人工加料，结果就是产量低、质量差、废品率高、环境恶劣。

进入锡柴的第一课，是学习如何跟铸造工人打交道。工厂技术员大都是工人出身的技师，他们熟悉生产，也熟悉工艺，有着丰富的实践经验，对我们这些刚进厂的大学生心怀戒意，尤其担心我们不尊重他们。

而我们刚从学校出来进入工厂，虽然有一定理论知识，但不熟悉生产，缺乏解决实际问题的能力。因此，在工作中，我们必须放下架子，谦虚谨慎，向老一辈技术员学习，争取得到他们的指教。

这7个月，要熟悉铸造车间生产流程和工艺要求，所有岗位都要轮一遍：先是化铁，冲天炉熔炼工部的加料、搪炉子、堵出铁口；接着造型，造型工部的混型砂、造型；再是浇铸，浇铸工部的抬包、浇铁液、清理等，曲轴还要热处理……劳动强度跟太原重型机械厂差不多，但后者技术更先进。曾经有一次，我还抬过800多斤重的炉料。

我的劳动态度得到工人们的肯定，他们专门写了表扬信，我被评为劳动锻炼标兵。“四清运动”期间，四清工作队队长专门来车间考察，看到我正跟着工人一起干活。

7个月后，我回到锻冶科当熔炼技术员，已经具备独立工作和解决实际问题的能力。锻冶科有40多人，科长是邵裕根，我在这里干了3年，到车间跟班值班，经常跟着工人一起劳动。

1964年下半年，锡柴开始研究稀土镁球墨铸铁，八机部（全称第八机械工业部）在锡柴成立八机部球墨铸铁研究室（后改名为无锡球墨铸铁研究所）。研究所行政上由锡柴领导，业务上受八机部和锡柴双重领导，承担八机部下达的科研项目和铸造行业任务。研究室成立之初只有8个人，我被任命为负责人。

当时一机部（全称第一机械工业部）科研能力较强，下设沈阳铸造研究所、上海材料所以及机械研究院等，但八机部是新成立的部，规模较小，只有一些研究室，像球墨铸铁研究室、粉末冶金研究室和吉林工大模锻研究室等。

锡柴铸造设备虽然比较落后，但球墨铸铁却全国有名。柴油机曲轴、凸轮轴、缸套、齿轮等都采用球墨铸铁材质，还为铁道部第一台内燃机机车提供过球墨铸铁曲轴。某种程度上，这也是八机部在锡柴成立球墨铸铁研究室的原因所在。

铸铁由基体铁和石墨碳组成。灰铸铁石墨呈片状，尖端应力集中，强度低；球墨铸铁是新材料，石墨呈球状，强度高，有一定的延伸率。因此，球墨铸铁能做曲轴，但灰铸铁却不行。

制作球墨铸铁要求高，必须选用好材料，磷、硫含量低，铁水温度高。当时生铁材料较差，磷、硫含量高，焦炭质量差，所以，镁球铁断曲轴较多。1958年，很多厂里的球墨铸铁纷纷下马，但锡柴一直坚持用球墨铸铁。

早在1959年，锡柴、上海内燃机研究所和包钢中央实验室就承担过国家科委科研项目“稀土在球墨铸铁中的应用”。跟镁相比，稀土作为球化剂往往球化不良，即石墨不能成球，而是呈蠕虫状，而纯镁球墨铸铁由于铁液温度低，新生铁硫、磷含量高等原因，铸造缺陷严重，废品率很高。

我和团队一起，利用镁球化能力强、稀土脱硫去气净化铁液和辅助球化的作用，在压力加镁的同时，创新性地加入适量稀土进行球化处理。经过多次试验后，稀土镁球墨铸铁的铸造缺陷明显减少，力学性能提高，可正式用于生产。1965年4月，通过了八机部的鉴定。

稀土镁球墨铸铁主要用在农机上，比如锡柴4110和4120柴油机，也可船用、发电和工程机械用。后来，八机部对稀土镁球墨铸铁进行大面积推广。CA6110柴油机用的也是球墨铸铁。

压力加镁成功后，球墨铸铁缺陷大为减少，随后就研究稀土镁中间合金包底冲入法。那时候试验条件差，试验往往要与生产结合。要做试验，必须深入车间自己动手。20世纪六七十年代，知识分子地位低下，大家都凭着一颗事业心和一股吃苦耐劳的精神，不计时间不计报酬，任劳任怨地进行试验。

我们先在焦炭地坑炉熔炼合金，接着手工破碎，晚上再到车间试验。我带着团队共配制了17种合金，终于找到合适的球化剂配方，创造性地在合金中加入铁，以提高合金比重、熔点，提高球化处理时球化剂的吸收率。

采用合适的装料和熔炼方法，减少镁的烧损，稳定中间合金的质量。采用堤坝式铁液包，提高和稳定球化剂的吸收率。

简单来讲，（稀土镁中间合金包底）冲入法的步骤就像泡茶。合金放在铁水包底，开水冲下去变成茶水，这种方式没有危险，铁水量可多可少。在我的主导下，经过一年多试验，1965年冲入法试验成功，投入生产。

与之前的压力加镁相比，温降减少40~50摄氏度，产品质量大为提高，而且适合大中小不同规模生产。

冲入法很快就在全国推广。为此，我们举办过培训班，编写了球墨铸铁资料汇编，由我主编《稀土镁球墨铸铁》一书，由上海人民出版社出版，还接待过来自全国各地企业、高校和研究所同行。

稀土镁球墨铸铁的广泛应用，获得巨大的技术和经济效益，还一定程度上弥补了当时国家钢材供应紧张和缺乏大型锻压设备的短板。

此外，我们还制定了八机部颁发的稀土镁球墨铸铁金相标准。那时不像现在，没有申请专利的说法，我们对外开放所有技术，毫无保留地接待大家。

“文化大革命”期间，我被下放到车间劳动，稀土镁球墨铸铁研究就此搁置。1972年，上面恢复无锡球墨铸铁研究所，研究所设有实验室和试验工厂。知识分子作为“臭老九”，不能担任研究所负责人，所长由工人出身的技术员担任。

由于“文化大革命”后遗症，研究所里派系斗争激烈，大家都不认真工作，可谓一天一小吵，三天一大吵。

1978年，我担任锻冶科副科长。1982年，我被调往厂部工程室，室里有3个工程师，分别负责产品设计、冷加工和热加工，我相当于总锻冶师，外部称厂部工程师。

1983年，我调任研究所常务副所长，所长由总工程师夏竞秋兼任，实际事务由我负责。我对研究所进行了整顿，并做出了一些研究成果。

根据大功率柴油机开发需要，我们解决了大断面球墨铸铁的夹渣、缩松、球墨畸变等问题。相对而言，大断面球墨铸铁更难做。断面做大后，与之相配的材料都要改变，稀土量要低，镁要高。因为断面大，铁水进去不平稳，疏松倾向较大，性能较低，要增加合金、铜、钼等。

从大功率柴油机开始，我们开始搞蠕墨铸铁，主要用在缸盖和活塞上。

蠕墨铸铁是一种新材料，其铸造性能介于球铁和灰铁之间。中国稀土较多，做蠕墨铸铁有得天独厚的优势。

蠕墨铸铁呈蠕虫状，头是圆的，应力集中比片好，但比球差。缸盖设计复杂，容易渗漏，如果用铜铬钼合金灰铸铁，会出现疏松造成渗漏的情况，改成蠕墨铸铁后，缺陷大为减小。大马力柴油机蠕墨铸铁缸盖获得一机部科技进步三等奖。

1981年，一汽将一汽汽车研究所设计的CA6110委托锡柴生产，我们一起做耐久试验，要求达到1000小时。铜铬钼合金灰铸铁缸盖第一次试验在50小时后就开裂，第二次试验只有30小时。

这种情况下，我们提出用蠕墨铸铁代替，通过1000小时耐久试验后，再做超速超负荷、热冲击试验，试验全都通过。

后来，蠕墨铸铁缸盖通过部里鉴定。我们用蠕墨铸铁代替铜铬钼合金用于大功率柴油机缸盖，解决了渗漏和开裂等问题，提高了缸盖使用寿命。

活塞蠕墨铸铁也是我们首创。我们做出了大马力活塞，用在八缸机8300柴油机上。设计方法有两种，第一种是顶部用金属耐热钢，底下用铝裙，把它连接起来。

第二种是整个活塞用球墨铸铁，但结构比较复杂。活塞如果采用球铁，容易产生疏松情况。经设计部门商量后，我们换作蠕墨铸铁，做出来的新活塞结构叫内置式，但我们当时没有申请专利。

1984年，我调任锡柴副总工程师，兼任一汽汽车研究所锡柴分所第一副所长，全面分管热加工技术工作，兼管锡柴产品开发、技术改造和发展规划等。

20世纪80年代，锡柴引进密烘铸铁工艺，通过消化吸收，我们与兄弟单位合作研制开发铸造焦，使冲天炉铁液温度从1400摄氏度提高到1500摄氏度，铁液的冶金质量大为提高。到了20世纪90年代，我们又开发出奥贝球墨铸铁齿轮，降低了柴油机噪声。

1985年，“稀土镁球墨铸铁的研究与推广应用”获国家科技进步二等奖。稀土镁中间合金包底冲入法推广至今已有50多年，全国大部分工厂仍然按照这种方法生产。

1988年，我被授予“国家有突出贡献中青年专家”称号。1991年，享受国务院政府特殊津贴。

▎三个功德圆满

1991年年底，蒋彬洪厂长临危受命，担任锡柴厂长。在他的领导下，我感触比较深，也比较欣慰的有三件事。

第一件事，73天完成铸造车间技术改造。

锡柴铸造车间建于1958年，生产以半机械化为主，铸件质量差、废品率高、生产率低、劳动强度大、环境恶劣，吊车的梁都已裂开，已到非改造不可的地步。锡柴于1992年进入一汽，改造需要得到一汽批准，但一汽当时不同意改造，他们希望将铸造业务放到长春。

在蒋厂长带领下，为适应柴油机更新换代对铸件薄壁、高强度、尺寸精确、表面光洁、内腔清洁的要求，1998年我们对铸造车间进行改造。改造对象涉及造型、熔化、砂处理三个工部，其中，制芯和清理工部在原厂房进行适应性改造。

尽管我即将退休，但仍被任命为铸造车间技术改造总指挥，全面负责技术改造方案设计、国外考察定线、设备组合选用、技术合作谈判、设备安装调试及新车间试产量产工作。蒋厂长要求我在73天内完成改造，（1998年）9月25日厂庆前试生产。

改造涉及新建厂房4256平方米，预算3000万元，实际投资6000万元。铸造车间设备主机都是进口，主机就是造型机，主要的辅机也进口。

安装设备包括从德国引进HWS静压造型线（部分辅机国内制造）、爱立许混砂机；从美国引进辛普森旧砂双盘冷却器、2台彼乐10t变频保温炉、B&P冷芯机和热芯机；从瑞士引进Mecana自动浇注机，以及国产配套的砂处理系统、12-14t/h水冷冲天炉和相应的环保设备等。

这么大工作量要在73天内完成，压力和难度可想而知。从1997年开始，我就去国外考察和谈判。到1998年，新设备基本到厂。

铸造新车间里，十几个施工队几百人同时施工，挑灯夜战，其中包括一些德国专家。为确保工期，我们加强了计划管理，每天给各个施工队制定计划，完成就下班，完不成就加班。

有意思的是，按照计划，德国人周末也不能休息，他们就让翻译来找我。翻译说，应总，你违反了劳动法8小时工作制。

我们对德国人比较宽容，但我们自己团队还是两班倒。大家开玩笑说，今天不加班不正常，加班才正常。我们有做计划的、搞电气的、搞设备的，还有铸工、维修等。为熟悉新设备，方便以后维修保护，德国人安装设备时，我们团队做助手，既加快进度，又熟悉过程。

施工作业中，科学调度非常重要，否则就会造成窝工，影响工程进度。十几个施工队的施工内容相互交叉，需要提前规划。

每天除了睡觉，从早8点到午夜12时，我都陪着他们一起干，在现场调度、指挥，检查工程质量。当时我丈母娘在南京因脑溢血住院，爱人到南京去照顾她，家里就我自己，我的三餐基本都在现场解决。

最难的工序是电气安装和自动化调整。按照正常流程，一条线安装下来至少要两年时间，一汽、二汽（东风公司的前身）和其他进口厂房安装基本都要两年。

有施工队讲，别听应总吹牛，能完成是根本不可能的事。但我们硬是在73天里完成了这个看似不可能的任务。1998年9月25日锡柴厂庆日前，所有设备安装调试结束，具备试生产条件。

所以，我对蒋厂长很是佩服，他说到做到，干事业有一股狠劲。他对我们要求很严，但也会给我们很大的权力，放手让我们做事。他来控制室时讲了句良心话，他说，你们工作量是很大。

经过技术改造，铸造车间面貌发生了根本性变化。改造前，铸件年产量10000~12000吨，改造后年产量48000~50000吨，在一条静压线上可生产缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴、飞轮、主轴承盖等6大类关键铸件，同时还减少120~150人。

铸件尺寸精度由原来的CT11级提高到CT7-9级。表面粗糙度由原来的Ra50-100提高到Ra25-50。缸体、缸盖废品率分别由8％~12％、18％~20％降低到小于3％和5％~7％，综合废品率由15％~18％降低到5％以下。

铸件产量和质量基本满足柴油机更新换代和产量每年大幅度提升的需要。工人劳动强度降低，作业环境改善，车间内道路畅通，粉尘和排放大大低于国家标准。

接受铸造车间改造任务时，时任技术副厂长钱恒荣对我说，应总，你搞成铸工车间再退休，就功德圆满了。1998年9月，我办理了退休手续，时任一汽总工程师徐兴尧在干部大会上说，应忠堂功德圆满，73天就搞定了铸工车间。

第二件事，增压中冷柴油机锻钢曲轴攻关项目。这事发生在我办完退休手续后，留在锡柴做一些专题项目。

2000年左右，锡柴将柴油机增压强化后，球墨铸铁曲轴发生断裂，这时需要用到锻钢曲轴。因为锻钢曲轴材料性能达不到要求，要在大头半径1/3处取样做性能测试。

按照常识，40Cr（我国GB的标准钢号）材料合金钢不能水淬，一定要用油淬，否则合金钢就要淬裂。但如果用油淬，淬透性较差，淬后强度不够。即使在1/3处取样，合金钢没淬透，也达不到性能。

不仅我们达不到，洛阳拖拉机厂、包头第一机械厂（包一机）、丹东518厂、俄罗斯乌拉尔锻造厂都达不到。

提高曲轴强度是硬性要求。我被任命为锻钢曲轴攻关组组长，这次钱恒荣说，应总，做完锻钢曲轴攻关技术，就算你功德圆满了。

经过调研，我提出能不能用水淬？北京钢铁学院热处理很有名，当年有3个同校不同专业的同学分到锡柴，我提出水淬建议后，这3个同学都来找我，应总，你已经功德圆满，何必再去冒这个险呢？用水淬再批量报废，就要身败名裂。

这方面锡柴有过先例。有个热处理负责人球墨铸铁用肥皂水淬火，造成批量报废，受到厂部处分。

曲轴水淬后强度更高，包一机连杆40Cr曾经用过水淬。我认为要有科学精神，不是说不能水淬就放弃水淬。我对小组成员说，你们打个报告，我来批，先淬五支，如果淬裂了，这五支损失责任我来承担。我们不用冷水淬，用60摄氏度热水淬火，温度稍高一些，淬后强度就会低一点。

我们用60摄氏度水淬五支，淬后马上探伤、加工、再探伤。成功后扩大到50支。等50支毛坯全部淬好后，再探伤、加工，看是否有裂纹。经过一次又一次试验，50支过关后，再扩大到500支，500支已经接近批量标准。

500支试验过关后，我们立即到实验室做产品试验，看是否产生应力、会不会裂，实验室过关后再让用户试用。攻关大半年，整套流程都没问题，合金钢曲轴用水淬能达到性能。

后来，配套协作厂全都按照水淬工艺进行生产，实际打破了过去合金钢不能用水淬、只能用油淬的框框。

在水淬基础上，我还引进圆角淬火设备。首先达到性能，然后利用圆角淬火机进行圆角淬火，疲劳强度可以提高30%。等圆角淬火上去后，钢曲轴使用效果非常好。直到现在，配套协作厂仍然按照这套工艺生产。

第三件事，新柴油机四气门缸盖国产化质量攻关。

2005年左右，钱恒荣找到我说，应总，蒋厂长交给你一个任务，CA6DL缸盖国产化质量攻关，你当攻关组组长，干完就功德圆满了。

CA6DL是锡柴和奥地利AVL联合设计的新一代柴油机产品，知识产权属于锡柴。其中，缸盖采用与进气管连在一起的四气门结构，要求既是四气门，又要把进气管连在缸盖上，导致缸盖结构复杂，国内过去没有生产过。

CA6DL缸盖毛坯最开始委托巴西供应商生产。巴西方面不但要价高，而且供货不及时，数量无法满足生产需要。尤其是缸盖结构不能有改动，巴西供应商做好模具后，就不让我们再变动。

这种情况下，蒋厂长提出让铸造车间做缸盖毛坯。由于过去我们没有生产过结构如此复杂的四气门缸盖，做出来的缸盖内腔粘砂，砂子清不出来，达不到柴油机清洁度，还容易出现气孔、渗漏、夹砂等问题，废品率高达50%以上。

这时铸造车间已经并入一汽铸造有限公司，与锡柴只是配套供应关系，相当于他们做毛坯，我们再进行加工。我跟铸造车间人员一起成立联合攻关组，我担任组长，带领攻关组一起深入车间，对一道道工序进行排查，对一个个数据进行分析对比，仔细研究铸造及加工后的废品。

当时为实现铁水平稳进入型腔，采用上中下三层阶梯式内浇口，但气孔问题一直得不到解决。我提出能否将阶梯内浇口改成底注，但攻关组意见不一致。我就提出内浇口部位把砂型挖掉，就可肉眼看到铁水通过阶梯浇口进入型腔的情况。

经过实际观察，阶梯式浇口上中下三层基本同时进铁产生紊流，气排不出去，产生气孔。最后大家形成共识，改用底注。改后进铁平稳，排气顺畅，气孔缺陷完全得到解决。

攻关持续了3个月。我们还改进了涂料配比及喷涂工艺与设备，改进了冷铁材料与工艺，改进了缸盖内腔结构以便于清砂，改进了气道芯盒精度以减少披缝等，解决了气孔、夹砂、渗漏等缺陷。

缸盖表面及内腔光洁，内外废品率降低到5％以下，成品率大幅度提高，满足了生产需求，得到厂部嘉奖和表扬。同时，铸件在中国铸造协会举办的中国国际铸造博览会上被评为特别金奖铸件。