圓珠筆滾珠與高鐵核心軸承至今無法進口替代,折射出我國材料工藝與加工精度的不足_風聞
火舞生涯-06-03 15:39
【本文來自《《圓珠筆核心組件的國產替代,怎麼比大飛機還難?》》評論區,標題為小編添加】
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- 外務省的經費就讓你這麼用?特鋼產一爐鋼夠你10年生產圓珠筆用!
- 筆尖鋼早在2011年就立項,研發費用1.8億,時至今日日本廠商依然霸佔市場,國產筆尖鋼目前只有20%市場份額。
青拓集團研究院院長江來珠接受採訪時透露的。青拓集團和江來珠,何許人也?青拓集團就是我國第二家研發出筆尖鋼的企業,江院長本人是芬蘭赫爾辛基工業大學材料工程博士,同時還是中國金屬學會鍊鋼學會夾雜物學術委員會委員。
按照江院長的説法,中國一年的筆尖鋼需求近2000噸,日本進口材料佔80%以上,主要是日本秋山和下村精工兩家。之所以國產筆尖鋼市場份額不高,還是和材料質量有關係。日本材料加工筆頭不良率為萬分之一,國產材料不良率在千分之一水平,初始不良率甚至達到2%-3%。性能上的巨大差距導致國產筆尖鋼材料的市場佔有率不到20%。目前,國內筆尖鋼和進口料在連續車削、鑽削時間等技術指標方面仍存在較大差距,約為進口材料70%的水平,個別廠家的表面光潔度和表面質量較差,同時穩定性不如進口材料。國內廠家基本是完全模仿日本材料,但製造工藝無法完全模仿,表現在微量元素含量的命中率、組織分佈均勻性控制技術等方面有顯著差距。因此只能不斷地積累數據、調整和改進工藝。這就好比“邯鄲學步”,亦步亦趨,始終難以達到日本材料的水平。以上是青拓集團研究院院長江來珠2020年接受採訪時談到的國內筆尖鋼現狀,
青山鋼鐵旗下的青拓集團,2020年創造性提出了以錫代鉛、代鉍的技術方案,並與硫、碲等元素複合,使材料得到超易切削性能。通過極具性價比的基體合金設計,在確保耐蝕性相當的基礎上,鉬含量相比現有國內外產品下降了50%,極大降低了合金成本。通過筆尖鋼的整個產業鏈合作和協同,開展了批量工業試製,生產出2.3mm和1.6mm兩種規格的筆尖。刀具使用壽命(一次換刀的切削量)明顯優於目前所有國產材料,也顯著縮短了和國外進口料的差距。由此所生產的圓珠筆書寫出墨量穩定,耐腐蝕和耐磨性能良好,總體質量處於國內領先,接近國際先進。
國產材料的加工參數成為推廣關鍵,目前所有加工企業在筆頭加工的調試參數都按照日本材料的特點來適應,在國產材料上機後需要根據實際情況調整,否則加工精度和表面達不到要求。基於先入為主的判斷和工人出於惰性的本能,都會懷疑國產測試材料的切削性能不行。而就國內筆頭加工廠家複雜的利益關係來講,不是成本需求特別迫切或是老闆非常熟悉加工參數的廠家,都很難客觀地去認可和推進國產材料的應用。
截至目前2022年02月06日,青拓“筆尖鋼”國內市場份額已達30%以上,未來幾年有望達到90%以上。
一根頭髮的粗細大約是100微米,圓珠筆****筆尖的製作工藝要把誤差控制在一根頭髮的1/33以下,也就是要小於3微米****μm,這個精度要求對應到軸承就是P4級甚至P2級軸承,而這個級別精度要求恰恰是我們薄弱技術。
我國350公里時速高鐵列車核心軸承至今無法完成進口替代,國產高鐵核心軸承只處於可用水平,但可用不等於好用,目前依然是使用進口軸承,國產軸承只是作為對國外軸承的議價工具與緊急備胎的,究其根源還是我們的材料工藝與超高精度加工技術與國外相比還有一段可觀差距,這是我們需要正視與努力的。
精度等級**分為P0、 P6 、P5、 P4 、P2 依次由低到高。**軸承的價值區別作用,例如:P6級精度的軸承是P0級的1.5倍,P4是P5的2.5倍。
0級:在旋轉精密度大於10μm的軸承系中。如普通機牀的變速機構、進給機構、汽車、拖拉機的變速機構等通常通用機械中。
6、5級:在精密度5-10μm或較高轉動速度的精密軸承系中,如普通車牀前支承用5級,後支承用6級;
4、2級:在精密度小於5μm或很高轉動速度的超精密機械中,比如精密座標鏜牀,精密磨牀的齒輪系統,精密機械等。
進口的高鐵核心軸承是P4級,部分甚至是P2級,而國產高鐵軸承基本上只能到P5級。
時速在300km/h以上運行的高鐵機車軸承使用壽命為350-500萬公里,可靠度50萬公里為99%,記得國產高鐵軸承通過了120萬公里技術驗收,但與國外高精軸承還有可觀的差距。
直白的解釋下,國外產品的可靠性在98%以上,實際壽命為計算壽命的8倍到30倍,而國產軸承可靠性僅為96%,實際壽命為計算壽命的3到5倍,這就是**“能用”和“好用”**兩個概念,這是高鐵採用進口軸承的主要原因。


補充:
1秦朔:從指甲鉗和筆尖鋼看中國與世界還差多遠?國產材料加工參數成推廣關鍵.http://finance.sina.com.cn/zl/china/2021-02-07/zl-ikftssap4541901.shtml
2青拓“筆尖鋼”後來居上 國內市場份額達三成 http://news.cnhubei.com/content/2022-02/06/content_14475215.html
3《圓珠筆的筆珠,中國真的造不出來?》我們需要客觀理性看待技術差距-國外相關廠家破產是謠言。https://zhuanlan.zhihu.com/p/453445480
4.《高鐵軸承,被西方卡脖子的3%,何時能逆襲?》https://zhuanlan.zhihu.com/p/453650347
5.《高鐵用軸承難點在哪裏?離國產化還有多遠的路要走?》https://baijiahao.baidu.com/s?id=1735026147210210715&wfr=spider&for=pc