記者日前從中國科學(xué)院獲悉，由中國科學(xué)院金屬研究所、西王特鋼等單位聯(lián)合研發(fā)的我國首套盾構(gòu)機(jī)用超大直徑主軸承研制成功，該主軸承加工用鋼為中科院金屬研究所全面合作伙伴西王特鋼生產(chǎn)。國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)核心部件裝上了“中國心”，標(biāo)志著我國已全面掌握盾構(gòu)機(jī)主軸承的自主設(shè)計(jì)、材料制備、精密加工、安裝調(diào)試和檢測評價等集成技術(shù)，有效解決了國產(chǎn)高端裝備關(guān)鍵基礎(chǔ)部件的“卡脖子”難題。

據(jù)悉，該首套盾構(gòu)機(jī)用超大直徑主軸承直徑8米、重達(dá)41噸，為目前我國制造的直徑最大、單重最大的盾構(gòu)機(jī)用主軸承，將安裝在直徑16米級的超大型盾構(gòu)機(jī)上，用于隧道工程挖掘。該主軸承經(jīng)國家軸承質(zhì)量檢驗(yàn)檢測中心檢測和專家組評審，認(rèn)為各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)與進(jìn)口同類主軸承相當(dāng)，能滿足超大型盾構(gòu)機(jī)裝機(jī)應(yīng)用需求。

盾構(gòu)機(jī)是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重大裝備，承載著穿山越嶺、過江跨海的重任。我國已實(shí)現(xiàn)了盾構(gòu)機(jī)的國產(chǎn)化，但其核心部件——主軸承卻依賴進(jìn)口，亟需打通自主可控制造的“最后一公里”。主軸承是盾構(gòu)機(jī)刀盤驅(qū)動系統(tǒng)的核心關(guān)鍵部件，直徑8米的主軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中承載的最大軸向力達(dá)10萬千牛（相當(dāng)于2500頭亞洲象的重力）、徑向力達(dá)1萬千牛、傾覆力矩達(dá)10萬千牛·米，因此特別要求制造主軸承的軸承鋼要高純凈、高均質(zhì)、高強(qiáng)韌、高耐磨。

中國科學(xué)院于2020年啟動了“高端軸承自主可控制造”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)。作為中科院金屬研究所的全面戰(zhàn)略合作伙伴，西王特鋼與金屬所共同成立中科西王特鋼有限公司，承擔(dān)起戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)子課題。中科院專家團(tuán)隊(duì)常駐西王進(jìn)行科技攻關(guān)，先后解決了主軸承材料制備、鍛坯試制等12項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)問題，開發(fā)出直徑從3米級到8米級的盾構(gòu)機(jī)主軸承共10套。此次攻關(guān)中，專家團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)十多年的研究，開發(fā)出“低氧稀土鋼”關(guān)鍵技術(shù)，并在中科西王生產(chǎn)線上進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用，成功試制出盾構(gòu)機(jī)用超大直徑8米的主軸承鍛坯。研制出的稀土軸承鋼拉壓疲勞壽命提高40多倍，滾動接觸疲勞壽命提升40%，相關(guān)基礎(chǔ)研究成果于今年發(fā)表在國際著名期刊《自然材料》上。

目前，中科西王生產(chǎn)的盾構(gòu)機(jī)主軸承鍛坯已經(jīng)向項(xiàng)目組供貨1000噸，盾構(gòu)機(jī)用超大直徑主軸承的研制成功，為我國高端基礎(chǔ)零部件攻關(guān)提供了良好的示范，是“貫通技術(shù)鏈、打造創(chuàng)新鏈、對接產(chǎn)業(yè)鏈”的積極探索和實(shí)踐，是發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢，開展“政、產(chǎn)、學(xué)、研、用”協(xié)同創(chuàng)新的生動體現(xiàn)。

值得提出的是，在這次科研攻關(guān)中，科技成果從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)應(yīng)用以實(shí)現(xiàn)其市場價值。中科院金屬研究所所長左良表示，高端軸承的“卡脖子”問題，根源在材料，難點(diǎn)也在材料。中科院金屬研究所與西王特鋼共建了國內(nèi)首條“高端裝備用特殊鋼制備示范線”，助力打破“普鋼嚴(yán)重過剩、特鋼依賴進(jìn)口”的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，有力地拉動了裝備制造鏈條。