文/王新喜
根據國鐵集團最新數據,今年五一假期(4月29日-5月6日)全國鐵路客流預計將達1.58億,再創歷史新高。
如今,高鐵已經成為中國的一張技術名片,也是我們日常生活中離不開的交通工具。
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但要知道,如今時速能夠達到400多公里的復興號,當年就因為一件關鍵零部件車輪,差一點成為我們邁不過去的坎!
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2010年之前,中國高鐵正處于“加速跑”的關鍵階段,京津城際、武廣高鐵相繼通車,全國高鐵網絡雛形初現。
但很少有人知道,當時我們面臨一個致命短板——高鐵車輪,連一塊合格的毛坯都造不出來。
高鐵車輪可不是普通的鐵疙瘩,它要在時速350公里下,扛住五六十噸的車廂重量!抗住頻繁啟停的沖擊力,還要保證長期運行不出現裂紋、不磨損變形,對鋼材純度、鍛造精度、熱處理工藝、韌性和硬度提出非常高的要求。
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在高鐵平均時速300km/h以上的背景下,哪怕出現0.1mm的微小誤差,都可能導致“車毀人亡”。1998年,德國ICE-1高速列車就因車輪細微缺口導致列車脫軌,造成101人死亡、105人受傷。
在這一領域,那會兒全球能做高鐵車輪的就那么幾家:日本住友、德國BVV、法國瓦頓、意大利路奇尼。四家公司幾乎壟斷全球市場。
日本住友、德國BVV等企業起步比我國早了60多年。很長一段時間里,他們在高鐵車輪上占據壟斷地位。
高鐵車輪從鋼水純凈度、合金比例、鍛壓溫度、熱處理工藝,哪一步差0.01%都不行。
那時,日德一方面將各項技術參數捂得嚴嚴實實,把ER8、ER9鋼種當寶貝藏著,中國買回去切開分析,也復制不出內部均勻組織,生產線不讓看、技術不給、只賣成品。
一對約60萬元,一列8節編組換一輪約2000萬元;還強制240萬公里報廢,成本極高,每年從我國輕輕松松收割20億元!
更讓人憋屈的是,2008年京滬高鐵開工,中方加價求聯合開發350km/h車輪,掌握這項核心技術的日本住友金屬、德國蒂森克虜伯直接甩話:核心技術百年積累,給錢也不賣中國。
也在這一年,日德默契聯合斷供,撕毀約5.6億元訂單,導致多條在建線路面臨停工風險。
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斷供發生后,中國高鐵一度陷入兩難。一邊是不斷擴張的高鐵網絡,急需大量車輪;一邊是日德的聯合封鎖,有錢買不到貨,就算能買到,單價也被炒到了普通車輪的10倍以上。
被卡脖子不低頭,中企的艱難突圍迎來春天
但中國從來不是那種“被卡脖子就低頭”的國家。斷供的消息傳來,中國中車、鞍鋼集團等企業立刻組建聯合攻關團隊,把高鐵車輪作為重點突破的“卡脖子”項目。
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沒有技術圖紙,團隊就拆解進口車輪,一點點分析鋼材成分;沒有配方就一點點試,沒有工藝就一遍遍磨,沒有數據就一趟趟跑車實測。
冶金、軋制、熱處理、無損探傷、疲勞試驗,全鏈條從零摸索。
鋼材成分反復調整,冶煉爐上千次試驗,微觀結構不斷優化,上萬張圖紙、上千名一線研發人員,幾百個日夜的攻堅克難......
2010年,第一代D1車輪出來,適用于250公里級,裝和諧號跑了64萬公里考核,磨損比進口低,剝離為零。
這步邁出去,國內終于有中速車輪能批量上了。
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再后來,攻克了高速易裂、長期易磨、受力不均、多邊形磨損一系列世界性難題。
2015年,鞍鋼成功研發出高鐵車輪專用的高強度軸承鋼,解決了“鋼材易開裂”的核心難題。
隨后,中國中車攻克了精密鍛造和熱處理工藝,生產出的車輪,在耐磨度、抗沖擊性上,完全達到甚至超過了日德產品的標準。
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從低速車輪合格,到250公里車型裝車驗證,再沖擊350公里復興號標準,一輪輪線路實測,幾十萬、上百萬公里安全跑測,嚴苛程度遠超國際通用標準。
漫長十年攻堅,國產高鐵車輪終于徹底過關。
現在國產化的高鐵車輪重量在300kg左右,直徑大約1米。生產車輪中使用到的材料控制比例相當精確,能夠經受零下60°C的低溫沖擊韌性檢驗。
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別看這一組金屬輪子,背后卻涉及到了50多項關鍵技術,現在這些技術自然都是國產的了。
2017年,中國自主生產的高鐵車輪正式投入使用,經過長期運營檢測,故障率遠低于進口產品,而價格只有進口產品的三分之一。
一時間,曾經“給錢也不賣”的日德企業,主動找上門來求合作,甚至提出降價供應,德國的BVV工廠也在2017年就被中國公司收購了!
這一次,主動權完全掌握在了中國手里,這種悄然發生的改變,是創新的突破引發的話語權陣地轉移,這背后是一個異常艱辛的過程。
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過去沒有技術的時候,是別人說了算,別人有產品有技術,我們沒有絲毫反駁的余地。
舉一個例子,為高鐵提供持續動力的牽引電傳動系統里面有一塊叫做 IGBT的模塊,別看這個設備很小,但是車輛的自動控制和功率變化全都依靠它。
此前我們沒有自主研發的能力,只能依賴進口。
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然而進口的價格極其昂貴。曾有一次,我們以3倍市場價購買了一批這樣的設備芯片,但是在進行測試的時候,設備居然自己炸了,后來才了解到,賣給我們的產品竟然是殘次品。
也就是說,即便花了大價錢,也不一定能夠買到好東西,但那個時候沒辦法,核心技術掌握在別人手里,人家擁有絕對的定價權。
每次交易的時候,人家還會專門表明只買賣產品,不涉及技術轉讓。
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但為了保證使用,當時國內每年光是進口這套設備的成本就超過了12億元,采購周期也很漫長,最短的時間也要幾個月,最長需要一年以上。
從2006年開始,我們啟動了自主化研發,到了2014年,我們生產出了具有完全知識產權的設備。
可以說,圍繞高鐵的研制和生產,國產化之路是一個非常艱辛的過程。但不管如何艱難,我們用了10年左右的時間,一路走來,直接重構了全球高鐵車輪的產業規則。
如今國際鐵路聯盟高鐵領域11項系統標準,全是中國主持制定,累計65項中國主導,249項中國參與。以前開會中國人聽課,現在外國人圍著中國專家問:下一步啥新東西?
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德國博樂訂單明顯下滑,日本住友車輪部門都傳裁員。中國車輪出口印尼、塞爾維亞、德國,客戶指定要中國貨,因為能根據當地線路定制,還便宜耐用。日德從“規則制定者”,變成了“規則追隨者”。
也在后來,“100%中國造”的國產車輪就逆向出口到德國,裝配到了西門子ICE列車上,在世界高鐵車輪市場上續寫了“中國制造”的傳奇。
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打鐵還需自身硬,高鐵車輪只是一個縮影。航空軸承、高端芯片、精密材料、工業母機,很多領域都是類似邏輯。別人聯合打壓、抱團斷供、壟斷牟利,我們就自力更生、自主突破、長期深耕。
別人抱團圍堵一次,我們就硬核突破一次。一次次卡脖子,終會變成一次次爭氣逆襲。
大國重工,很多時候是被逼出來的。只有把卡脖子的技術一個個突破,我們在國際上才能徹底挺起腰板,掌控更多話語權,直到成為真正的六邊形戰士。
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