五一高铁流量创新高,日德被中国拉下马王新喜
根据国铁集团最新数据,今年五一假期(4月29日-5月6日)全国铁路客流预计达1.58亿,再创历史新高。如今,高铁已经成为中国的一张技术名片,也是我们日常生活中离不开的交通工具。
但要知道,如今时速能够达到400多公里的复兴号,当年就因为一件关键零部件车轮,差一点成为我们迈不过去的坎!
2010年之前,中国高铁正处于“加速跑”的关键阶段,京津城际、武广高铁相继通车,全国高铁网络雏形初现。
但很少有人知道,当时我们面临一个致命短板——高铁车轮,连一块合格的毛坯都造不出来。
高铁车轮可不是普通的铁疙瘩,它要在时速350公里下,扛住五六十吨的车厢重量!抗住频繁启停的冲击力,还要保证长期运行不出现裂纹、不磨损变形,对钢材纯度、锻造精度、热处理工艺、韧性和硬度提出非常高的要求,堪称为变态!
在高铁平均时速300km/h以上的背景下,哪怕出现0.1mm的微小误差,都可能导致“车毁人亡”。1998年,德国ICE-1高速列车就因车轮细微缺口导致列车脱轨,造成101人死亡、105人受伤。
在这一领域,那会儿全球能做高铁车轮的就那么几家:日本住友、德国BVV、法国瓦顿、意大利路奇尼。四家公司几乎垄断全球市场。
日本住友、德国BVV等企业起步比我国早了60多年。很长一段时间里,他们在高铁车轮上占据垄断地位。高铁车轮从钢水纯净度、合金比例、锻压温度、热处理工艺,哪一步差0.01%都不行,日德企业把ER8、ER9钢种当宝贝藏着,中国买回去切开分析,也复制不出内部均匀组织。
那时,日德一方面将各项技术参数捂得严严实实,生产线不让看、技术不给、只卖成品,一对约60万元,一列8节编组换一轮约2000万元;还强制240万公里报废,成本极高,每年从我国轻轻松松收割20亿元!
更让人憋屈的是,2008年京沪高铁开工,中方加价求联合开发350km/h车轮,掌握这项核心技术的日本住友金属、德国蒂森克虏伯直接甩话:核心技术百年积累,给钱也不卖中国。也在这一年,日德默契联合断供,撕毁约5.6亿元订单,导致多条在建线路面临停工风险。
断供发生后,中国高铁一度陷入两难。一边是不断扩张的高铁网络,急需大量车轮;一边是日德的联合封锁,有钱买不到货,就算能买到,单价也被炒到了普通车轮的10倍以上。
被卡脖子不低头,中国的艰难逆袭迎来春天
但中国从来不是那种“被卡脖子就低头”的国家。断供的消息传来,中国中车、鞍钢集团等企业立刻组建联合攻关团队,把高铁车轮作为重点突破的“卡脖子”项目。
没有技术图纸,团队就拆解进口车轮,一点点分析钢材成分;没有配方就一点点试,没有工艺就一遍遍磨,没有数据就一趟趟跑车实测。冶金、轧制、热处理、无损探伤、疲劳试验,全链条从零摸索。
钢材成分反复调整,冶炼炉上千次试验,微观结构不断优化,上万张图纸、上千名一线研发人员,几百个日夜的攻坚克难,2010年,第一代D1车轮出来,适用于250公里级,装和谐号跑了64万公里考核,磨损比进口低,剥离为零。这步迈出去,国内终于有中速车轮能批量上了。
再后来,攻克了高速易裂、长期易磨、受力不均、多边形磨损一系列世界性难题。
2015年,鞍钢成功研发出高铁车轮专用的高强度轴承钢,解决了“钢材易开裂”的核心难题;随后,中国中车攻克了精密锻造和热处理工艺,生产出的车轮,在耐磨度、抗冲击性上,完全达到甚至超过了日德产品的标准。
从低速车轮合格,到250公里车型装车验证,再冲击350公里复兴号标准,一轮轮线路实测,几十万、上百万公里安全跑测,严苛程度远超国际通用标准。漫长十年攻坚,国产高铁车轮终于彻底过关。
现在国产化的高铁车轮重量在300kg左右,直径大约1米。生产车轮中使用到的材料控制比例相当精确,能够经受零下60°C的低温冲击韧性检验。
别看这一组金属轮子,背后却涉及到了50多项关键技术,现在这些技术自然都是国产的了。
2017年,中国自主生产的高铁车轮正式投入使用,经过长期运营检测,故障率远低于进口产品,而价格只有进口产品的三分之一。
一时间,曾经“给钱也不卖”的日德企业,主动找上门来求合作,甚至提出降价供应,德国的BVV工厂也在2017年就被中国公司收购了!
这一次,主动权完全掌握在了中国手里,这种悄然发生的改变,是创新的突破引发的话语权阵地转移,这背后也是一个异常艰辛的过程。
过去没有技术的时候,是别人说了算,别人有产品有技术,我们没有丝毫反驳的余地。
举一个例子,为高铁提供持续动力的牵引电传动系统里面有一块叫做 IGBT的模块,别看这个设备很小,但是车辆的自动控制和功率变化全都依靠它。此前我们没有自主研发的能力,只能依赖进口。
然而进口的价格极其昂贵。曾有一次,我们以3倍市场价购买了一批这样的设备芯片,但是在进行测试的时候,设备居然自己炸了,后来才了解到,卖给我们的产品竟然是残次品。
也就是说,即便花了大价钱,也不一定能够买到好东西,但那个时候没办法,核心技术掌握在别人手里,人家拥有绝对的定价权,每次交易的时候,人家还会专门表明只买卖产品,不涉及技术转让。
但为了保证使用,当时国内每年光是进口这套设备的成本就超过了12亿元,采购周期也很漫长,最短的时间也要几个月,最长需要一年以上。


