1-8-2中国科学院为中国汽车工业打下坚实基础.doc

2011-2-8中国科学院为中国汽车工业作出重要贡献-记“高强深冲汽车薄钢板”的研制 王宁寰打倒“四人帮”百废待兴，社会各界急需科学技术支持。中科院及时调整办院方针为国民经济发展服务。1981年确定的中国科学院试行章程指出：“中国科学院的办院方针是：侧重基础、侧重提高，为国民经济和国防建设服务。协同有关部门，解决国家建设中重大的、综合性的科学技术问题。” 为此院领导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做出贡献。“高强深冲汽车薄钢板研制”就是其中之一，项目领军人物就是2010年国家最高科学技术奖获得者，我国著名材料科学家师昌绪材料科学家师昌绪一，从国外提出的课题1983年的一天，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，谈到相当于日本科学院的“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，又正好符合我院当时的办院方针，具有超前性，和实用性。可能为国家经济发展做出重大贡献。但是日方专家提出三点意见；1） 一定要由从事应用基础研究的中科院研究所参加并牵头。2） 必须联合大型钢铁企业和汽车工厂一起研制。3） 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”，奖励他为日本汽车工业发展作出的重要贡献。因为日本汽车工业的发展首先从解决汽车专用钢板的国产化开始，走过一条漫长自主研发道路，最后取得成功。他深知，这样的课题沒有从事基础研究的科学院参加是搞不成的。早在1978年10月，时任国务院副总理的邓小平赴日参加中日和平友好条约缔约换文仪式，并对日本进行了首次正式访问。除了政治性的活动，邓小平走访最多的是钢铁厂、汽车厂、电器厂等日本大型企业。在访日结束的记者招待会上，邓小平同志说：“首先承认我们的落后，老老实实承认落后就有希望。再就是善于学习。这次到日本来，就是要向日本请教。我们向一切发达国家请教。向第三世界穷朋友中的好经验请教。相信本着这样的态度、政策、方针，我们是有希望的。”还应日本朋友的要求，邓小平挥毫题词：“中日友好合作的道路越走越宽广，我们共同努力吧！”吉田清太先生与师昌绪先生 吉田清太先生是对华友好人士，一直是日本汽车专用钢板的研发工作的组织者和参与者，积累了丰富的经验，他预测到中国改革开放后经济开始快速发展，必然会带来汽车工业的发展。他当时己是快退休年龄，他真心希望在他退休以后的岁月里，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。二，为什么汽车钢板如此重要 中科院干过两弹一星等高新技术材料，从来没干过小客车用材料，我原以为小客车也有槽钢大梁。后来经过调研后我才知道，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。日本理化学研究所的钢扳成形专家吉田清太，提出了自主开发汽车专用钢板的计划。而且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”。目标就是要研究出高质量的日本产汽车专用钢板，通过这种产研结合方式，最终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长春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版生产技术落后问题。我国的企业和研究所也深受其困，不知如何下手。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。 三，中国汽车薄钢板研究的优化组合 我将此事向当时主管技术科学部的主任师昌绪先生和刘翔声副主任做了汇报，得到他们大力支持。师昌绪先生是我国著名材料科学家，早年从国立西北工学院毕业后就到辽宁鞍山钢铁公司工作，后留学美国并从事高温合金研究，五十年代回国后，到沈阳中国科学院金属研究所任高温合金室主任，曾在所长李薰的安排下，带队到鞍钢协助解决新钢种研发中的技术问题。不仅对鞍钢生产技术状况十分了解，而且与鞍钢有一种割不断的情结。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做出重要贡献，也集累了丰富的经验。师先生告诉我；汽车薄钢板这项工作十分重要，合作单位先不要多，就先从鞍钢和长春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。刘翔声同志当时主管材料科学及光学机械工作，他早年学习机械工程，毕业后曾在机械厂任技术员，对我国企业文化有深入的了解。他也完全同意并指出；该项目最好走中科院牵头民间合作的道路，可以避免行政主管部门的一些麻烦。中科院专家访问日本理化学研究所鞍钢及一汽科技主管部门在得到这个合作信息后，十分积极。因为汽车钢板的更新升级已是大势所需。他们都在为此寻找可靠的合作研发途径。在当时改革开放的政策指引下，国营大企业开始有了一定自主权。于是，中国三家最具优势的科研单位和企业开始联合，1984年8月14日中科院金属所、鞍钢、一汽自愿组成了合作攻关组织-“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中方两厂一所攻关协调，邱华盛同志负责中日交流协调事项。以卢嘉锡为首的院领导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，吉田先生指着窗台上一排详酒说：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，它又好像是一份军令状，催促你努力工作，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“六五重大科技攻关计划”中，拨款60万给金属所，这在当时是一笔很大的数目。 四，赴日考查 进了“大观园” 项目确定后，吉田清太主动提出，由他从所得天皇奖金中出资邀请该项目的中方负责人到日本考查，我和金属所金属压力加工实验室主任明旭光属于首次被邀请的二人，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，参加该项目协调并赴日考察。1984年5月，飞机到达东京成田机场，乘座主人安排的豪华丰田轿车直奔下塌宾馆新大谷饭店。新大谷是五星级饭店，在日本赫赫有名，一般中国官员才下塌此处。当服务生把我送进客房后，一件尴尬的事情发生了。我放下行李后，发现茶几上的水晶玻璃盆内放滿了五颜六色的糖果，另一个盆内放的是香蕉苹果和叫不出名的热带水果。我轻轻打开一粒糖，发现是巧克力，我马上毫不犹豫的放了回去，心想这一颗得多少钱呀！接着我又好奇的打开小冰箱，发现里面主要是铝罐饮料和小并洋酒。每一个铝罐都横放着，被两个弹簧卡子夹住，我轻抬起卡子，取出一瓶可乐、一并啤酒和一瓶洋酒，看了看又轻轻地放了回去。这東西太贵，我可吃不起。于是洗完澡心安理得的呼呼大睡。 第二天早歺后，翻译小邱问我：你喝了饮料吗？我说：没有啊！我只是拉出来看了看，都放回去了，我还补充说：巧克力和水果我一样没动。小邱告诉我帐单上记录着一罐可乐一罐啤酒和一小瓶洋酒，只要你动了弹簧卡子，它就把信号传给电脑自动记录下来。你没喝也要你自己付钱的。我顿时显得一付既惊讶又无奈的样子。陪同的日本专家马上说：这只是一点点钱，我们一起付了。说实话，要真叫我付费，一个月工资都不够。后来，小邱嗔怪的对我说，你该拿的不拿，不该拿的白拿。对啊！到了日本我变成地道的“老外”，比刘姥姥进大观园还儍。今后几天可得勤学多问，别再出洋相了。 五，参观日本工厂，认识总体差距 接下来的几天安排十分紧张，首先是访问了理化所吉田清太先生的实验室，接着马不停蹄的访问了三个大钢厂，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飞速前进的感觉。 在参现日产和丰田几个汽车厂时，领人惊奇的是，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子“欢迎”二字。这又叫人开了眼界。参观日产汽车厂 日产汽车日日产，中日交流流水长 接着参观的是“富士通”机械厂无人加工车间。我们隔着窗子，看到一个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另部件送到预定工位，由几个机械手进行组装成完整机器，真好像进入未来世界一般。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，上面好像隐隐约约有“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。这使我刚刚勾起的一点自豪感，又遭到了打压，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。好在我急中生字写出了“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，在参观完汽车加工车间后，被领到丰田汽车设计研究中心，接待人员给我们三个“中国专家”带上特制标牌后，把我们领进保密的设计室，而把吉田先生及其它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，在整个参现过程中，我们几乎屏住呼吸仔细听着讲解，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。从那时开始我开始对汽车制造感兴趣了，因为我相信，总有一天中国会有自己的汽车设计中心。 “ 整理、整顿、整洁” 企业文明的精华 接着是参观钢铁厂。日方安排了最好的三个钢铁厂，既新日铁君津钢厂、神户钢厂，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。 当我们走进车间大们时，巨大的铁门序序开启，让我们吃惊的是在我们脚下竟然铺着约两米宽洁白的绒布，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，故先走上白绒布，它会把灰尘沾掉。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。轧制完成的汽车薄钢板 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比织布过程要求严格得多。因为薄板在轧制过程中，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，抬头看见车间上部掛着六个巨大的汉字“整理、整顿、整洁”映入眼帘。这六个字，我们在其它工厂都见过，并没有十分在意，但是在参观了这个钢厂轧制车间后，我们立即感到它深层的内函。这也正是体现了一个现代企业在技术质量整理，操作工艺整顿，环境保护整洁上的严格要求。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，他跟本不信，后来他去参观后才信服，回国后立即改造车间，首先把油腻打滑的地面通通换成全新的铸铁扳，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。 日方专家访华，丰田退出合作 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，轧制完的通红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，十分危险。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：太可怕了，太落后了。面对这样的尴尬场面，我们只能承认太落后了。吉田清太一行访问中科院金属研究所 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，清洁的环境赞美之时，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路上每一百辆车中有几辆丰田车，最后结果只有五辆。在参观上海牌及德国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。此后丰田公司在中国的策略就是三不政策；不合作，不合资、不建厂，只卖车。从此“车到山前必有路，有路必有丰田车”的广告遍布全国。吉田清太先生、高桥郎一行访问金属研究所 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，搶先与一汽、二汽、广汽、海南等大公司合资建厂，且效益极佳。等到丰田公司醒悟过来为时已晚。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中国市场战略布局上，写下了一大败笔。 选择含磷钢板 勇克技术难关 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，他建议中日合作因该发挥双方优势，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路线，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。因为硫在高温时会降低钢板强度，而磷在低温时会使钢板发脆。炼钢的首要任务是把硫和磷等有害元素去除得越干净越好，然后加入合金得到需要性能的钢板。师昌绪先生研究的高温合金航空叶片，就必须把磷降到双零二以下极低水平，才能保证质量。两位材料科学界的顶尖专家，明知磷的有害作用，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。师昌绪先生与日本簿板成形技术研究会负责人 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，日本有过成功经验。他还建议，今后每年开展一次“中日薄钢板成形技术交流会”。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。本文作者与一汽总工程师姚贵升 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，对含磷深冲低碳钢经退火后“111”织构定向生核、定向长大作用及晶界析出理论提出了最佳参数。鞍钢的同志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，但大家都能认真总结经验，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交流会，同年11月在日本举行了第二届中日薄钢板成形技术交流会。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。 在日本举行的第四次中日薄钢板成形技术交流会师先生表示，这是件大好事，凡自愿加入都应接受，就像日本一样，组成全国性的薄钢板成形技术合作交流组织，要做到攻关成果共享，为全面提升我国汽车薄钢板水平打下基础。于是，全国性的“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交流会。1987年又在日本举行了第四次交流会。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，开始走向全面稳定的发展道路。 联合攻关结硕果 中日交流流