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中国科学院为中国汽车工业作出重要贡献

作者:habao 来源: 日期:2017-10-11 21:20:29 人气: 标签:科学网做出的贡献

  30年前,在科学的春天来临之时,社会急需科学技术支持。中科院及时调整办院方针为国民经济发展服务,及时布署了一批重大项目并取得成功,为我国科学技术的振兴作出贡献。“高强深冲汽车薄钢板”的研制就是其中之一,项目领军人物就是2010年国家最高科学技术获得者、我国著名材料科学家师昌绪。回忆起这段往事,作为参与其中的我仍然记忆犹新。

  1983年的一天,中科院外事局亚非处一位负责日本合作的女同志姚佩君来到我的办公室,针对日本科学院理化学研究所提出一个金属材料方面的合作课题,来征求我的意见。内容是合作研究“高强度深冲汽车薄钢板”,如果可行,该课题将列入中日科技交流计划中。

  当时我在技术科学局材料科学处工作,觉得这是一个涉及国民经济发展的重大课题,又正好符合办院方针,具有超前性和实用性。

  当时日方专家提出三点意见。一定要由从事应用基础研究的中科院研究所参加并牵头;必须联合大型钢铁企业和汽车工厂一起研制。不是把已有的专利告诉你们,但可以合作选定新钢种共同完成。

  后来我了解到,提出这个课题的专家叫吉田清太,是日本理化学研究所金属成形技术研究室主任,他刚获得日本天皇颁发的“紫绶勋章”,励他在日本汽车钢板研制过程中发挥关健作用,并为日本汽车工业发展作出的重要贡献。

  吉田清太先生是对华友士,一直是日本汽车专用钢板研发工作的组织者和参与者,积累了丰富的经验,他预测到中国后经济开始快速发展,必然会带来汽车工业的发展。他当时已是快到退休年龄,他希望在他以后的岁月里,能帮助中国把汽车薄钢板搞上去,为中国汽车工业发展、为中日友好事业作出一些贡献。

  那时,中科院做过“两弹一星”等高新技术材料,但从没做过小客车用材料。小客车没有专用大梁,整个汽车都是用不同强度的钢板冲压成形的。它的承重粱也是用高强度汽车钢板多次冲压成形。而且汽车不同部位必须用不同强度的钢板,以确保汽车的牢固度和人身安全,因此汽车钢板的质量和品种是关系汽车发展的重大基础问题。但是钢板强度越高,冲压成形越困难,容易造成裂纹及断口,这是发展汽车工业必须解决的瓶颈问题。采用高强度深冲薄钢板的另一个重要作用是可以减重10%~30%。这对于汽车节约成本降低能耗都起到关键作用。

  上世纪五六十年代日本汽车工业迅猛发展,急需大量的汽车专用钢板,日本国内不会制造,只能从国外进口。吉田清太发起组织了由理化学所牵头,日本国内五大钢厂和七大汽车厂参加的民间联合攻关组织日本薄钢板成形技术研究会。通过这种产研结合方式,自主研发了各种强度和用途的汽车钢板,满足了日本汽车工业快速发展的需求。

  当时我国只有鞍钢能生产汽车钢板,且只有一个品种,还是苏联援助中国建立第一汽车厂时的配套援助项目,属于强度级别最低的汽车钢板,主要供解放牌卡车使用。而刚进入中国的合资企业上海大众、天津大发生产的小客车所用钢板基本靠进口。

  如何解决我国的汽车工业和汽车钢板生产技术落后问题。我国的企业和研究所也深受其困。而日本薄钢板成形技术研究会正好为“产研结合”提供了可靠的范例。

  师昌绪院士是我国著名材料科学家,由于他长期从事新材料的应用基础研究及产品开发工作,在特种钢和高温合金领域作出重要贡献,也积累了丰富的经验。师昌绪院士告诉我:合作单位先不要多,就先从鞍钢和第一汽车制造厂开始,经费各自承担。先征求他们意见,组成中国自己的薄钢板成形技术研究会,由中国科学院立项,与日本理化学研究所开展合作研究。

  1984年8月14日,中科院金属研究所、钢铁公司、第一汽车制造厂,自愿组成了合作攻关组织的薄钢板成形技术研究会正式成立。师昌绪先生被推举为理事长负责全面工作,金属所压力加工室主任明旭光为副理事长,负责技术攻关,我被推举为秘书长负责项目管理和攻关协调。

  以中科院院长卢嘉锡为首的院领导们对这个项目都给予极大支持和关心。为此,卢院长还亲自设宴招待吉田清太先生。在宴会结束前我因为有重要会议参加必须提前退场,吉田先生指着窗一排洋酒说:这是我带来的礼品。你拿一瓶吧。我挑了最小的一瓶,此时卢院长走过来,拿了其中最高级的一瓶“人头马”给我说:“你拿这瓶吧!今后的主要组织协调任务在你身上,项目成功会算你一份功劳。”

  接过这瓶酒,我感到特别沉重,因为它好像是一份委任书,寄托着院领导的信任、希望和嘱托,它又好像是一张军令状,催促我努力工作,勇往直前。

  不久该项目获得中科院和日本理化所批准,并列入中科院“七五重大科技攻关”计划中,拨款60万元给金属所,这在当时是一笔很大的数目。

  项目确定后,吉田清太主动提出,由他从所得天皇金中出资,邀请该项目的中方负责人到日本考查,我和明旭光属于首次被邀请的两人,此外,院外事局选调了一位精通日语又在钢厂冶炼车间劳动过的翻译邱华盛同志,参加该项目中日协调并赴日考察。

  1984年5月,飞机到达东京成田机场,乘坐主人安排的豪华丰田轿车直奔下榻的五星级新大谷饭店。我们首先访问了理化所吉田清太先生的实验室,接着马不停蹄地访问了三个大钢厂、三个大汽车厂和两个机械厂,其间还乘座了新干线列车,领略了当时的世界第一快车的飞速前进。

  在参现日产和丰田几个汽车厂时,令人惊奇的是,在流水线上进行焊接的大都是机器人。动作快速准确,叫人称奇。不过有一点叫人想不通,那些所谓的机器人一点不像人,仅仅是一个自动焊接的机械手。最后厂方让我们参观机器人实验室。命令一个有手有腿的完整机器人写字欢迎我们。只见机器人手拿毛笔在墨盒蘸两下后,举手在墙上的白纸上写下了繁体“欢迎”二字。

  接着参观的是富士通机械厂无人加工车间。我们隔着窗子,看到巨大但低矮的车间里果然没有一个人,在昏暗的灯光下,几台专用车辆自动把零部件送到预定工位,由几个机械手组装成完整机器,真好像进入未界一般。正当我们在啧啧称奇之际,我突然发现有两台巨大的龙门式自动加工机床,隐隐约约有“中国”两个字。此时日本专家看出我们的疑惑,马上说:这两台大型机床是从中国重机厂进口的,他们很卖力气工作,不过其中核心部件及软件都换成日本产品。这使我刚刚产生的一点自豪感,又遭到了,心里老大不舒服。

  在日产汽车的接待晚宴上,主人一定要我写毛笔字留念,这下可把我急坏了,因为我最怕写毛笔字。好在我急中生智,写出了“日产汽车日日产,中日交流流水长”的句子,引来一片掌声。

  最令人难忘的是参观丰田汽车厂。这天,吉田清太先生亲自陪同,接待人员给我们三个“中国专家”带上特制标牌后,把我们领进丰田汽车设计研究中心保密的设计室,而把吉田先生及其他陪同人员留在休息室。我问他们:为什么只让我们进,而不让他们进去?对方回答很简单:因为你们是外行!

  设计中心十分安静,在整个参观过程中,我们几乎屏住呼吸仔细听着,观看着那种巧夺天工的艺术和技术的高度融合。仅仅两小时,我们观看了一个汽车“新生儿”设计的完整诞生过程。从那时开始我就对汽车制造感兴趣了,因为我相信,总有一天中有自己的汽车设计中心。

  接着是参观钢铁厂。日方安排了最好的三个钢铁厂,即新日铁君津钢厂、钢厂、新日铁福冈八幡钢厂。其中君津钢厂是世界一流钢厂。不仅品种多,产量大,质量好,而且是环保搞得最好的花园工厂。我们被重点安排参观制汽车薄钢板的轧制车间,该车间远看像个巨大的长方盒子,大约长200米,高约八层楼,似乎完全封闭,只在下部有一排窗子。

  当我们走进车间大门时,巨大的铁门徐徐,让我们吃惊的是在我们脚下竟然铺着约两米宽的洁白绒布,一直延伸约30米,陪同者解释说:汽车板就是汽车的外衣,不能有一点缺陷,为防止参观者带入微小砂粒,故先白绒布,它会把灰尘粘掉。果然,我们走了十几米后,脚印逐渐消失。车间两边有两位穿着白衣粉红围裙的“欧巴桑”即老阿姨,在不停地擦窗台和楼梯把手。

  参观中,我们发现,轧制后的薄钢板就像织布厂的布匹在空中飞舞,但制造汽车薄板过程要比织布严格得多。因为薄钢板在轧制过程中,不允许有一粒硬质灰尘掉到钢板表面,否则轧制后喷完漆的汽车表面,会在阳光下显出一个凹点,任何人都不会买这辆车。当我们参观结束时,抬头看见车间上部挂着六个巨大的汉字“整理、整顿、整洁”映入眼帘。这六个字,我们在其他工厂都见过,并没有十分在意,但是在参观了这个钢厂轧制车间后,我们深深地感觉到这六个字的内涵,它浓缩了当代企业管理的精华,。

  有趣的是,回国后我把此事告诉鞍钢薄钢板冷轧厂长,他根本不信,后来他去参观后才信服,回国后立即车间,首先把油腻打滑的地面通通换成全新的铸铁板,果然使车间面貌大为改观。虽然设备技术还十分落后,但至少在“整洁”上向前迈了一步。

  不久,吉田清太先生率日本几个主要汽车厂专家一行五人访华。他们先参观了沈阳金属研究所,又参观了鞍钢轧钢厂,并对将来的合作模式进行了深入的讨论。在参观轧钢厂的热轧厂时,发生了一次堆钢事故,热轧完的通红薄钢板没有被卷取机抓住。于是在快速移动的滚道上堆了起来。差一点被甩出滚道,十分。吓得参观者都跑到车间立柱后躲藏。那几个日本专家一面照像一面嘟囔着:太了,太落后了。面对这样的尴尬场面,我们只能承认太落后了。

  事情也巧,两年后,中国鞍钢和一汽的专家赴日考察新日铁福冈钢厂热轧板车间,大家正对车间先进的设备,清洁的赞美之时,突然,快速前进的通红热钢板也发生堆钢,由于速度太快,堆钢严重甚至甩出跑道。好在我们参观者站在对面空中专用走道上,十分安全。我问陪同日方专家:你们这么先进的设备怎么也会发生堆钢事故。日本专家调侃的说:“看来轧钢车间都不欢迎外国人。”

  此次访华中,有一段小小不愉快的插曲,在来访的日本专家中有一位丰田汽车公司的第三把手,叫高桥郎,负责海外市场销售。也许是因为丰田汽车在国际上一直销售领先,故到中国后一脸严肃和傲慢。他乘座小车时总是望着街道,默默地数数。原来他在统计中国马上每一百辆车中有几辆丰田车,最后结果只有五辆。在参观上海牌及大众公司组装车间后,他们在上厕所时说,桑塔纳和上海牌都太落后,不能合作,只能卖车给中国。在离开中国的宴会上,高桥朗遗憾的宣布;丰田公司决定退出与中方的合作。

  十年后,中国汽车工业突飞猛进,日本的日产、大发、日野及马自达等汽车公司不顾日本汽车公司的攻守同盟,纷纷登陆中国,率先与一汽、二汽、广汽、海南等大公司合资建厂,且效益极佳。等到丰田公司过来为时已晚。竟然找不到一家可以合资合作的大企业,不得以只能屈尊在几个大公司厂内设一个生产线。傲慢和自负让丰田在当时的中国市场战略布局上,写下了一大败笔。

  但是,当年吉田清太先生并没有因为丰田的退出而气馁。反而更有信心的继续推进中日薄钢板的合作。在选择合作研究的新钢种时,他中日合作应该发挥双方优势,研究高水平且价廉物美的高强度汽车新钢板。当时世界大多数国家都走合金化高强钢板线,我国工业部门研究院所也持同样观点。但吉田先生和师昌绪先生商议后,决定选择最难干的“含磷钢”来攻关。

  选择这个钢种,使业内人士吓了一跳。因为冶金界的人士都知道磷和硫是金属中最坏的元素。两位材料科学界的顶尖专家,明知磷的有害作用,为什么偏偏选择了含磷钢板来攻关?因为金属基础理论研究证明,磷在某个特定成分、特定温度和特定压力下会促使金属结晶排列成优化的组织结构,学术上称“111”织构。

  但试验证明要在工业生产线上得到这种结构十分困难。这就需要中科院金属所拿出可靠的实验数据及工艺参数,由鞍钢及一汽在工业试验中进行修正。这样的新钢种试验过程按理是违反常规科研程序的,因为跳过了中试过程,直接上生产线试验,这将冒极大的风险。但吉田清太先生满有信心的认为:只要三家通力合作,完全可以在工厂直接研制出高质量汽车钢板。他还,今后每年开展一次中日薄钢板成形技术,分别在中、日两国进行。因而金属所、鞍钢和一汽都承担极大的压力,试验研究也并非一帆风顺。

  好在压力有时会变成动力,中科院金属所在实验室中对磷元素与钢板结晶组织的交互作用进行了深入的研究,提出了最佳参数。鞍钢的同志们就是利用春节假日,在炼钢炉前冶炼试验用含磷钢,一汽的同志们也是利用春节停工时间,开动机器进行冲压试验。虽然头几次的试验都不顺利甚至失败,但大家能认真总结经验,写成论文参加中日交流。

  1985年5月在桂林举行了第一届中日薄钢板成形技术,同年11月在日本举行了第二届中日薄钢板成形技术。此时,中国合作攻关已出现可喜苗头。消息传出,国内许多钢厂汽车厂纷纷要求加入这个研究会。其中包括二汽、上汽、宝钢、武钢等大型企业。

  师昌绪先生表示,这是件大好事,凡自愿加入者都应接受,就像日本一样,组成的薄钢板成形技术合作交流组织,要做到攻关共享,为全面提升我国汽车薄钢板水平打下基础。

  于是,的“中国薄钢板成形技术研究会”于1986年11月8日在西安召开成立大会,紧接着在西安又召开了第三届中日薄板成形技术。1987年又在日本举行了第四次。此外,中国薄钢板成形技术研究会正式被接纳加入国际薄钢板成形技术研究会。从此中国的高强度汽车薄钢板研制工作,开始全面稳定的发展道。

  四年过去了,1987年底,金属所、鞍钢、一汽联合攻关终于获得成功,中国首批“高强度含磷深冲汽车薄钢板”制成的部件,正式安装到1000辆解放牌卡车上。以它特有的减重、节油、安全性能,深受用户欢迎。更重要的意义在于,这个项目的成功,开创了中国自主研发高强度汽车薄钢板的先河。并为以后开发各种性能的汽车专用钢板打下牢固基础。

  但在这四年中,社会上有些人由于对中国科学院的工作不了解,曾发出一些不和谐的声音,更有人对科学院办院方针提出疑问,有“钱扔在水里不见冒泡”、“象牙塔里讨生活”之类的,甚至“科学院是否有存在必要”的疑问,当时科学院的领导承受着巨大的压力。好在中科院“六五攻关”计划中有几个重大项目相继取得成功,才使人们认识到,中科院的基础科学研究与工业技术结合的强大生命力。“含磷深冲汽车薄钢板”就是其中较突出的一项。

  此时,一些工业部门领导也摒弃门户之见,开始主动找中科院合作。其中,石油部与中科院达成了长达十年的新材料研究开发协议。同时科学院又选派了一批专家支援石油部,在廊房建立石油工程材料研究所。就这样,薄钢板成形技术研究会的产研合作模式,开始四处开花结果。

  1987年初,中科院领导及时抓住了我国经济快速发展的大好形势,在国务院的支持下,又一次调整办院方针,即“全院的主要科技力量投入国民经济建设的主战场,同时保持一支精干力量从事基础研究和高技术”。

  1988年在中国科学院“七五攻关”总结会上,“高强深冲汽车薄钢板研究”课题获中国科学院科学技术进步一等。1996年,该课题又获国家科学技术进步二等。它用事实向证明;中国科学院完全有实力像完成“两弹一星”任务一样,为国民经济作出重大贡献。

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