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一汽集团原副总工程师姚贵升:为解放牌汽车用钢国产化立下汗马功劳

佚名 钢材资讯 2024-05-29 20:06:36 81

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解放牌汽车钢国产化作出贡献

口语 | 姚桂生

葛邦宁编撰

首发 | 中国汽车新闻

出品 | 邦宁工作室 (gbngzs)

姚贵生,原一汽集团副总工程师,是一汽集团汽车用钢领域学术带头人,中国汽车用钢体系创始人。

姚桂生,1930年生于北京,1952年毕业于唐山钢铁学院材料工程系,分配到中央财经委员会物资分配局工作。因他喜欢从事技术工作,1953年5月调入南池子76号重工业部汽车局实验材料处,在杨南生、支德裕等人的指导下工作。

为了筹建一汽,姚桂生所在的部门于1953年随人员、设备调往长春。在一汽,姚桂生历任技术员、实验室主任、工艺处处长,1986年被任命为副总工程师。他多次被评为厂级、市级、省级和全国劳动模范,享受国务院特殊津贴。

姚桂生从事汽车用钢研发和材料技术管理工作50年,成为一汽汽车用钢领域的学术带头人,为重卡用钢国产化、我国汽车用钢体系的建立、乘用车国产化钢材合资引进等做出了突出贡献。

1990年,60岁的姚桂生已到退休年龄,因工作需要,他被续聘5年,后又续聘5年。在此期间,他被上海宝钢集团公司聘为汽车钢板高级顾问。他的主要业绩有两个:一是宝钢生产的汽车钢板应用于国内汽车工业,增加了国产汽车钢板的实际供给量;二是提高了进口轿车和合资轿车用钢的国内自给率。

2015年7月11日,姚桂生在长春住所接受采访。

01.

借给一汽

我的祖籍是河北定兴,1930年出生在北京,就读于私立北京育英中学(北京二十五中学的前身)。我家住在北京海淀区,当时还属于郊区。我在市中心的灯市口上学,因为路途太远,就选择住在学校里。

育英中学收费很高,每学期开学前,学费、住宿费、伙食费都要一次性交齐。我和弟弟都在这里读书,家里压力不小。不过,因为爸爸的一个朋友在学校做会计,学费可以宽限一些,也可以晚交,也可以分期付款,但不能少交。

1948年,我同时考入两所大学,北京铁道学院(北京交通大学的前身)和燕京大学。解放后,燕京大学与北京大学合并,但解放前燕京大学是一所私立学校,学费非常昂贵。我选择了北京铁道学院材料工程系。高考的时候,我对这个专业的概念不是很了解,也不知道将来做什么,更不知道以后会在汽车厂干一辈子。

我在大学四年里,经历了解放前半年、解放后三年半,两次转学,大四那年,由于全国高校院系调整,我们转学到唐山铁道学院学习。

我在北京铁道学院读大一的时候,学校在府右街。那时北京还没解放,在国民党统治下,城里被解放军包围,但海淀区已经解放了。从西直门到海淀,要经过魏公村。魏公村有一座庙宇,是国民党和解放军的分界线。路两边都是农田,没人敢走动,怕有地雷什么的。直到北京和平解放,解放军进城,我才回家半年。

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1952年大学毕业后,我先被分配到中央财经委物资分配局,班上好几个学工科的同学,不愿意做管理,想做技术人员,就多次向单位要求调动,最后上级接受了我们的建议,调整了我们的工作。

1953年5月,我被分配到位于北京南池子76号的汽车局实验室,在材料部实习。汽车局实验室当时大约有二三百人,一大批中国汽车工业第一代技术骨干都是从这里走出来的,比如吴敬业、刘景川、支德裕等。当时杨南生和支德裕都是搞汽车材料的,两人都是英国归国人员。

1954年底,我们整个部门搬到了长春。那时候叫“借调”,物资部把人和设备全部借给一汽,从此再也没有还回去。所以我在北京只呆了半年,就跟着去了长春,一干就是一辈子。当时没什么条件可谈,国家叫我们干什么我们就干什么。

我们刚到长春的时候,一汽正在建设中,我们先在师大大楼上班,后来搬到和平路黄楼,都是日本人留下的旧楼。从办公室到宿舍的路很长,都是农田。生活很艰苦,每个月只有少量的精粮,其余都是粗粮。但年轻人对建设新中国的热情很高,干活不觉得苦、不觉得累。

我最初在技术部,后来技术部被拆分成冶金部和工艺部。当时工厂的组织架构是按照苏联模式设计的,冶金部负责热加工,比如铸造、锻造、热处理等,工艺部负责冷加工,比如切削、冲压等。冶金部和工艺部分而治之,最后合并为工艺部。

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我被分配到冶金系金属实验室从事钢铁研究,一直从事汽车用钢研发和材料技术管理工作。幸运的是,我从一开始就得到了留学归来的杨南生和支德宇的指导。他们除了给我们讲课,还教我们如何做研究。

为了实现汽车用钢的国产化,金属实验室的技术人员努力学习技术和俄语,我们这些年轻人每周日都会到当时重庆路的国营食堂吃饭,然后去书店买几本外文书学习。

一汽人建厂时的创业精神伴随了我成长,并成为我深入研究汽车用钢领域的强大动力。

02.

解放牌钢材国产化

综上所述,我在解放牌汽车用钢国产化和汽车用钢体系建立方面取得了一定的成绩。

一是加大解放汽车用钢国产化力度。

解放牌轿车刚投产时,所用的钢材基本从国外进口,国内钢材自给率仅为19%,这样的状况不仅制约了汽车生产,而且消耗了国家稀缺的外汇资源。

为了改变这种状况,1957年,冶金系金属研究室成立了结构钢研究小组,与国内钢厂合作,对解放牌轿车使用的齿轮钢、各种轴类钢等主要钢材进行研究分析,并委托有关钢厂试制后送到一汽​​检测。

经过反复试验、摸索,终于成功了。随后,我们将供货商由国外进口改为国内生产,汽车车身用冷轧薄钢板均从国外进口,直到金刚冷轧厂建成投产,国内汽车用钢自给率提高到98%,基本实现汽车用钢国内自给,摆脱了依赖进口的局面。

二是立足我国资源条件开发新钢种。

研究开发热轧低合金高强度钢板。原设计的解放牌轿车车架纵梁、横梁采用30Ti、08、20钢板冲压而成,强度低,不适应我国路况,有的横梁行驶仅2万公里就开始断裂。我们与钢厂合作,先后用16MnL、10TiL、13MnTiL代替30Ti、08、20钢板,分别于1958年至1974年间投入生产。不仅解决了车架寿命低的问题,而且由于新钢种强度高,钢板厚度可以减小,每辆车可省钢材35公斤。到1998年,共节约钢材4.5万吨,节约成本1.35亿元。

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开发低碳轮辋钢。轮辋为异型材钢,原设计等级为B3,每辆车耗钢量为138kg。20世纪70年代,轮辋在生产过程中焊扩过程中开裂率达8%,浪费了大量钢材,严重影响生产。

一汽技术人员与鞍钢合作开发低碳轮辋钢,将碳含量由B3的0.14%-0.22%降低到0.08%-0.14%,标准采用后牌号为12LM,明显降低了膨胀开裂率。在车轮装配试验过程中,轮辋未出现疲劳损伤,说明碳含量降低(强度降低)对车轮质量和使用寿命没有影响。

采用12LM后,每辆轿车减少废料损失9.3公斤,自1988年至1998年10年间共生产轿车100万辆,节约钢材9000万吨,节约成本约2790万元,全国汽车行业均采用12LM新型钢圈。

开发冷轧含磷深冲高强度钢板。汽车车身用的冷轧薄板均为08AL,强度低,消耗大。1982年,我提出开发含磷冷轧钢板,以减轻汽车自重,节约钢材。

我们成立了由一汽、鞍钢、宝钢等单位组成的攻关小组,经过钢厂冶炼、轧制、汽车厂冲压、焊接、整车台架试验和道路试验,开发出一系列不同强度等级的06ALP、O8ALP、1ALP系列含磷钢板,并于1988年转产。该项目荣获国家科技进步二等奖。

随后,按照一汽等汽车企业的要求,宝钢、武钢成功试制BP340、BP380、P370、WP390等牌号含磷钢板,替代08AL钢板。由于含磷钢板强度高,可以减少钢板厚度,钢材消耗可降低14%。

解放牌轿车用67公斤含磷钢板替代08AL钢板,每辆轿车节钢11公斤,从1992年到1998年,7年间共节钢7700吨,节约成本2700万元。

03.

使用锰硼钢代替镍铬钢

自投产以来,一汽仅用6年时间就实现了解放牌汽车用钢的国产化,在结合全国资源建立汽车用钢体系方面有诸多创造性做法,其中之一就是镍铬钢的替代。

解放牌轿车是上世纪五十年代从苏联引进的,在前苏联汽车用钢体系中,齿轮、轴类零件用钢是以镍、铬为主要合金元素的钢系列。镍、铬在我国属于稀缺金属,由于国内资源匮乏,加之国外封锁进口,不仅威胁汽车生产,而且影响机械制造业和冶金工业的发展。国家科委多次下发文件,要求消耗镍、铬钢的企业开展替代镍、铬的研究开发,并要求有关科研院所予以配合。

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按照解放牌轿车设计,每辆轿车所消耗的钢铁材料折算成:纯镍约3公斤,纯铬约5公斤。到1958年,我们在节镍方面取得了突破,轿车镍消耗量已降低99.4%,主要是淘汰了含镍的气缸套,淘汰了气缸体、气缸盖铸铁中的镍,用铬钢代替了若干用镍钢制造的零件。

但铬的消耗量还是很大的,生产每辆解放牌轿车要消耗含铬钢370kg,相当于每辆车消耗纯铬3.8kg;除钢材外,气缸体用含铬铸铁324kg,相当于纯铬1kg左右。

上世纪 50 年代末到 60 年代初,国家要求整个机械行业都要更换镍铬钢,而不只是汽车行业。尝试了很多方案,而且由于我国锰、硼资源丰富,用锰硼钢替代镍铬钢成为当时一大发展方向。

按照国家科委的要求,一汽领导决定在技术部成立由多名技术人员参加的研发小组,在钢厂、科研院所的参与下,开展替代镍铬钢的研究,对目前应用最为广泛的两种钢种——18CrMnTi钢和40Cr钢进行了试验。

经过对制造部件的实验室试验、小批量生产和整车装车试验后,从多个试验方案中筛选出一个方案,决定用40MnB(45MnB)钢替代40Cr钢,用20Mn2TiB钢替代18CrMnTi钢。

计划敲定后,要进行大规模试验,比如生产500辆道路试验车,就需要钢厂供应200吨钢材。1960年,国民经济处于困难时期,钢厂无法完成任务,试验用钢材很难获得。

当时,一机部六局主管轴承和汽车(六局即汽车局)。一汽向六局提交了一份报告,说要试验代用钢材,需要国家提供200吨钢材进行试验。这份报告由六局上报给国家科委,引起了聂荣臻副总理的重视。

1960年12月,聂荣臻同志给李富春、薄一波、王鹤寿、段俊义等同志写信说:“我国缺镍、缺铬,需要铬钢的地方很多,不仅限于汽车工业。用锰硼钢代替铬钢,是一件大事。……我以为用硼钢代替铬钢的试验,是十分重要的,是我国建立自己的合金钢体系的一个方面。我拟请一机部组织试验,冶金部在材料上予以支持,最好能列入明年的计划,以保证试验。至于试验制造多少辆样车,请一机部决定。”

有了聂荣臻副总理的批示信,到钢厂下订单就有了保障。一汽派我多次到钢厂联系锰硼钢生产情况。困难时期,出行、住宿都不方便,去抚顺钢厂、本溪钢厂需要在沈阳转车,经常住“大客栈”、小旅馆,十几个人挤在一个大坑里。我到车间了解锰硼钢冶炼情况时,钢厂安排了夜班考核,我经常深夜从招待所步行到钢厂。

经过两年的努力,一汽终于在1962年底从炼钢厂拿到了试验所需的200吨钢材。试验一开始就很困难,试验件分别由20Mn2TiB钢和40MnB钢制成,每种只有200份。这200份要在一条大生产线上生产。为了防止与已有生产件混淆,锻造工人要在锻模上做记号,刻在试验件上,以区别新钢件和已有生产件。

怎么区分?在模具上刻上标记,有字的都是测试件,一辆汽车的测试件大概有40-50种,都要这样区分,如果锻造厂上夜班做这个零件,测试员也要上夜班。

200个零件打印完成后,在冷加工时会把标记去除,加工完成后再把标记放回去。装车时,要按要求把各种零件取出、装车,还必须对总成和整车进行标记。

我们给500辆车装了200个零件,把需要检测的轴类零件全部换成了新钢材。新钢材零件从生产、装配到跟踪,都需要检测人员全程跟进,所以做检测的同志们很辛苦。零件生产过程需要配合车间,但我们是主要跟进的人。

装了测试件的新车发出去之后,我们要记住是发到哪些单位去的,然后后期再去调查,比如发到兰州某个单位去的,我们要调查跟踪,看车跑了多少公里,如果没有问题,才能得出结论。

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1963年初,一汽用锰硼钢代替镍铬钢生产了500辆试验车,这些车被送往青海、云南、四川、广东等地进行使用试验。经过三年多的行驶试验和使用调查,证明一般行驶里程达15-20万公里,有的超过了20万公里,试验件还能继续使用,证明了锰硼钢完全可以替代镍铬钢。钢厂也基本掌握了锰硼钢的冶炼工艺。

1965年底,冶金部、一机部联合召开锰硼钢鉴定、转化会议,宣布试验成功,并正式投入生产和列入冶金部标准,解决了当时镍铬钢供应紧张的局面,为一汽等机械制造行业生产创造了条件。

1966年,一汽投入生产20Mn2TiB钢和40MnB钢,将汽车用镍量降低为原设计的1%,铬量减少30%。

上述新钢种的成功开发和生产,明显改变了解放牌汽车用钢的局面,重卡用钢进入了适合我国资源条件的汽车用钢体系。但受进口及国内产量变化影响,铬钢仍在生产供应。

04.

值得借鉴

我在一汽从事汽车用钢研究50年,从一名技术员逐步升至一汽副总工程师,多次荣获厂、市、省、国家级劳动模范称号,享受国务院特殊津贴。

这些荣誉中,有两项是我引以为傲的。第一,1966年我被评为一汽五好劳动模范,其实就是第一代厂级劳动模范。后来文革来了,因为是劳动模范,我成了批斗对象。幸好我的历史没什么问题,所以没受到太多的批斗。

第二,1978年全国科学大会,一汽有两个人参加,一个是我,一个是张国良。张国良是八级工,研究切削刀具。我因为在汽车用钢方面的成就,获得了全国先进科技工作者称号。

从1953年一汽成立以来,像我一样,很多技术人员都加入一汽,为一汽的发展壮大做出了贡献。我们能在一汽成长,有几个因素。

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第一,有适合年轻人成长的土壤。

我刚到一汽时,工厂还在建设中,工作生活条件非常艰苦,但学习氛围却很浓,几乎每天晚上,办公室里都灯火通明,大家抓住一切机会学习,甚至在排队吃饭的时候,手里拿着小卡片背诵俄语单词。

二是搭建创业平台。

在开发新钢种时,我们在试验初期只用了几十公斤钢材进行室内性能试验和少量零件台架试验,而钢厂通常电炉用钢量几十吨,转炉用钢量几百吨。在一汽领导的支持下,试验产生的多余钢材用于工厂正常生产,避免了浪费。没有这样的条件,我们的研发工作就不可能进行。

三、倡导团队合作精神。

在新钢铁材料研发中,汽车厂、钢厂技术人员组成合作团队,共同制定试验计划、分析试验结果、组织生产转化鉴定、制定标准、开始量产。

工厂内部实验室、车间技术员和生产工人也是一个协作的团队,除了在试验过程中相互配合,车间根据试验结果提出零件的加工性能,设计师对零件台架试验和整车性能给出结论,技术员和生产工人围绕共同的目标紧密合作。

第四,提供了成就大事的机遇。

以钢铁技术为例,一汽投产时是提高国内钢铁自给率的契机,镍、铬供应紧张时是研究替代钢材的契机,轿车推出后是开发轿车用钢的契机,而现在一汽自主发展新能源和节能减排,也是千载难逢的机遇。

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一汽几十年来在钢材研发和应用方面始终走在行业前列,除了历史因素,我认为还有以下几点经验值得行业借鉴。

一是要有钢铁材料研究的专业队伍和领军人物。

一些大型机械制造企业虽然也有技术中心,但没有专门做钢材研究的队伍,也没有企业领头人。这方面,一汽、二汽做得比较好。一汽的钢材研究领头人原来是支德裕,长期从事材料研究,也是这方面的专家。

第二,生产工厂和钢厂必须紧密合作。

对于任何一种钢材,无论是研究还是试验,都不能单靠汽车厂或钢厂,必须双方共同努力。在钢板方面,一汽与宝钢关系非常密切;在齿轮钢、轴类钢方面,与特钢合作密切。

第三,钢材检测必须依赖大厂家的支持。

一家钢厂要开发一种新钢种,一台转炉要产出几百吨钢,但能作为试验样品的只有几十公斤钢,除了试验,剩下的大量钢材必须消化掉,不能当废料浪费掉。有的当做计划外钢材处理,有的汽车厂当做替代品投入生产,这样会给双方生产管理带来很多麻烦。这就需要双方合作,形成一个共同的工作平台,确保研发和试制的顺利进行。

(顾敏对本文亦有贡献)

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