劉越山
鋼鐵是全球范圍應(yīng)用最廣的金屬材料,在當(dāng)今各國(guó)鋼鐵工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)中,早已不是產(chǎn)量的競(jìng)爭(zhēng),超高強(qiáng)度鋼材的生產(chǎn)水平和能力逐漸成為新的角逐。“我國(guó)過(guò)去在這方面存在短板、弱項(xiàng),但近年來(lái)我國(guó)在超高強(qiáng)度鋼和構(gòu)件研發(fā)及生產(chǎn)方面已經(jīng)取得了重大突破?!焙颖毙赂恍履茉雌囉邢薰径麻L(zhǎng)李靖?jìng)ト涨霸诮邮堋督?jīng)濟(jì)》雜志記者采訪時(shí)表示,一項(xiàng)具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)能力、處于國(guó)際領(lǐng)先水平的超高強(qiáng)鋼熱成形工藝技術(shù)正在他們公司落地,這也是世界首個(gè)超高強(qiáng)輕量化新能源專用車產(chǎn)業(yè)基地。
高強(qiáng)度鋼是實(shí)現(xiàn)輕量化制造的主要材料
據(jù)李靖?jìng)ソ榻B,我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量雖然占到世界鋼鐵產(chǎn)量的52%,但80%以上是粗加工的Q235鋼,使我國(guó)鋼鐵行業(yè)形成環(huán)境污染嚴(yán)重、產(chǎn)品附加值低的現(xiàn)狀,國(guó)家減排目標(biāo)的技術(shù)難點(diǎn)和痛點(diǎn)就在生產(chǎn)端。而在另一方面,早在20世紀(jì)40年代中期,由于航空和航天技術(shù)發(fā)展的需要,為了減輕飛行器自重,提高飛行速度,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)材料的比強(qiáng)度提出了更高的要求。為此,美國(guó)在AISI4130和4340鋼的基礎(chǔ)上,改變熱處理工藝,采用淬火加低溫回火,獲得回火馬氏體組織,使鋼的抗拉強(qiáng)度提高到1600MPa以上,用于制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)件,對(duì)減輕飛行器自重取得了明顯成效。此后,世界在提高鋼的強(qiáng)度和改善鋼的韌性等方面都不斷有新的進(jìn)展??稍谖覈?guó),飛機(jī)起落架、高速列車車軸、軸承等抗疲勞高強(qiáng)鋼,核電站用耐高溫、抗輻射的不銹耐熱鋼管等特種鋼材,長(zhǎng)期依賴進(jìn)口,就在幾年前我國(guó)的圓珠筆筆頭都還要完全依賴進(jìn)口。
隨著環(huán)保、節(jié)能及安全要求的不斷提升,雖然汽車制造中鋁合金、鎂合金、塑料及復(fù)合材料等輕量化材料用量不斷增加,但高強(qiáng)度鋼以其具有的高減重潛力、高碰撞吸收能、高疲勞強(qiáng)度、高成形性及低平面各向異性等優(yōu)勢(shì),已經(jīng)成為輕量化制造的主要材料。表現(xiàn)在商用車方面,面對(duì)持續(xù)緊迫的車身減重要求,廣泛采用熱成形鋼替代冷成形高強(qiáng)鋼將對(duì)汽車輕量化及安全性帶來(lái)較大貢獻(xiàn)。同時(shí),通過(guò)熱沖壓成形技術(shù)獲得的超高強(qiáng)鋼,能很好地解決冷成形高強(qiáng)度鋼板室溫下變形能力差、成形壓力大、容易開裂、復(fù)雜零件回彈等問(wèn)題。但是,高強(qiáng)度鋼板的成形加工是普通沖壓技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的,特別是抗拉強(qiáng)度1500MPa以上的超高強(qiáng)度鋼板,普通沖壓工藝完全無(wú)法實(shí)現(xiàn)成形加工,只能采用熱成形工藝,同時(shí),還要使用專門的熱成形模具和裝備。這在世界范圍內(nèi)都是一道難題。
聚集研發(fā)人員攻克技術(shù)巨大障礙
早年帶領(lǐng)鄉(xiāng)親外出致富,后又先后到廣東經(jīng)商、澳大利亞從事鐵礦石貿(mào)易、新加坡從事汽車供應(yīng)與銷售并成立了新富集團(tuán)公司的李靖?jìng)?,熟悉?guó)內(nèi)外貿(mào)易,在專業(yè)領(lǐng)域特別是汽車熱成形超高強(qiáng)度鋼材領(lǐng)域具有豐厚專長(zhǎng)。2020年他與國(guó)內(nèi)知名專家馬鳴圖以及李波、周鵬等汽車行業(yè)的專家共同研發(fā)了一種超高強(qiáng)度輕量化商用車鋼制車輪的制造方法(CN2022109 52409.8),汽車用鈮釩復(fù)合微合金化、高接觸疲勞性能齒輪用鋼及齒輪的制造方法(CN2022102 55968.3)等十幾個(gè)實(shí)用型發(fā)明專利,并廣泛運(yùn)用于公司各業(yè)務(wù)板塊。2015年,他打造了集供應(yīng)鏈、超高強(qiáng)鋼熱成形材料研發(fā)及專用車制造、汽車銷售服務(wù)以及智慧物流應(yīng)用為一體的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。
在與鋼廠和汽車制造廠的交流中,李靖?jìng)グl(fā)現(xiàn)商用車的整車減重及如何降低全產(chǎn)業(yè)鏈碳排放是個(gè)難點(diǎn)?!澳懿荒茉斐鰪?qiáng)度更高、重量更輕的車身材料?”善于思索的李靖?jìng)パ芯堪l(fā)現(xiàn),如果能研發(fā)生產(chǎn)出大型超高強(qiáng)熱沖壓成形零部件,將對(duì)商用車減重、減排直至更多的應(yīng)用場(chǎng)景帶來(lái)革命性的改變。
但這并不是一件容易的事,商用車的大零件應(yīng)用在世界上都是空白,在制作上有著巨大的技術(shù)障礙。但一貫想到就要做到的李靖?jìng)Q心突破這個(gè)技術(shù)障礙。解決這一世界級(jí)的難題需要巨大的資金支持研發(fā)投入,在家人的支持下,他從2018年就開始聚集了許多志同道合的研發(fā)人員,一起攻克大型零部件熱成形技術(shù)的難關(guān)。在他成立的中新(重慶)超高強(qiáng)材料研究院中,科學(xué)家團(tuán)隊(duì)有來(lái)自中國(guó)工程院的院士,也有國(guó)外的院士和大學(xué)教授,研究院的目標(biāo)就是要打造世界超高強(qiáng)材料開發(fā)應(yīng)用的科技高地。
2020年,他們的第一批熱成形技術(shù)制造的大型車身零部件鍛造成功,2021年開始應(yīng)用在國(guó)內(nèi)的商用車上。上海第一批限重限載貨車,有三分之一就是用的熱沖壓一體化成形鋼板,質(zhì)量減輕了一半,價(jià)格下降了一半。如今,他們不但可以生產(chǎn)超高強(qiáng)和耐磨性相匹配的大型輕量化商用車車廂等鋼材,還成功開發(fā)了熱成形生產(chǎn)線和相關(guān)設(shè)備,擁有了數(shù)十項(xiàng)發(fā)明技術(shù)專利,獲得國(guó)家科技部門的獎(jiǎng)勵(lì)。
高強(qiáng)鋼和超高強(qiáng)鋼具有無(wú)限廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景,應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。據(jù)李靖?jìng)ソ榻B,它可廣泛用于技術(shù)難度大的碼頭起重吊、海上風(fēng)電、長(zhǎng)臂起重吊、鉆井平臺(tái)和海上起重吊等方面,涉及軍用、民用的生產(chǎn)、運(yùn)輸、軍民融合重要領(lǐng)域的用鋼替代,替代市場(chǎng)巨大。有行業(yè)專家分析,每年的替代市場(chǎng)份額約在5萬(wàn)億-6萬(wàn)億元人民幣以上。
努力打造超高強(qiáng)材料科技高地
李靖?jìng)ジ嬖V記者,新富集團(tuán)在成功打造“商用車有效供給產(chǎn)業(yè)鏈”的實(shí)踐中,積極響應(yīng)國(guó)家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革決策,制定出了“創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈融合發(fā)展”的集團(tuán)發(fā)展戰(zhàn)略,投巨資納賢才,歷經(jīng)艱辛,圓滿完成了世界領(lǐng)先的輕量化、超高強(qiáng)、超大型零部件生產(chǎn)制造整套技術(shù)的攻關(guān),新富集團(tuán)擁有該項(xiàng)技術(shù)完整知識(shí)產(chǎn)權(quán),市場(chǎng)前景十分廣闊。將實(shí)現(xiàn)汽車、船舶、農(nóng)機(jī)、建筑、電力、航空、鐵路、交通設(shè)施等制造業(yè)的輕量化制造,而在其他裝備領(lǐng)域更是具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。他表示,該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化也將使我國(guó)現(xiàn)有裝備制造業(yè)減少30%-50%的用鋼量,亦可大幅降低移動(dòng)裝備的能源消耗量,對(duì)“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)做出巨大貢獻(xiàn)。
2021年9月,新富投資數(shù)十億元開始建設(shè)重慶綦江、河北邯鄲冀南新區(qū)第一批汽車輕量化產(chǎn)業(yè)基地,邯鄲冀南新區(qū)基地作為“世界首臺(tái)套輕量化、超高強(qiáng)、超大型零部件制造生產(chǎn)線”將于今年12月正式投產(chǎn),這也是深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的成功示范項(xiàng)目。據(jù)他介紹,公司目前也面臨兩個(gè)問(wèn)題,一是資金問(wèn)題,因?yàn)槌笠惑w化熱成形生產(chǎn)是重投資,超大的重型廠房、水電氣的配套和生產(chǎn)線的制造以及原材料的供應(yīng),都需要大量的資金投入,后期后續(xù)的技術(shù)開發(fā)、各類新產(chǎn)品的試制、高端人才的引進(jìn)等,也無(wú)不需要巨量資金的投入。二是在開發(fā)船舶方面,超強(qiáng)輕量化裝配式建筑等也需要國(guó)家有關(guān)方面在材料目錄上予以認(rèn)證。
李靖?jìng)フf(shuō),公司成立以來(lái)得到了國(guó)家的大力支持,未來(lái)在各界更大的支持下,新富將努力打造世界超高強(qiáng)材料開發(fā)應(yīng)用科技新高地,實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的發(fā)展。