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模具钢全靠进口?崔崑教授如何打破垄断,造出中国自己的模具钢

1960年, 崔崑35岁, 他从莫斯科钢铁学院学成归来, 他没有立刻就进入实验室, 他而是先前往了一趟工厂。

他所看见的物件, 致使他当场做出一项抉择, 那便是, 在此生仅从事一项事务, 亦即是打造出属于中国人自身的模具钢。

他所见到的并非是落后状况, 而是一片空白情形。在国内高性能模具钢这一领域当中, 不存在任何的研究积累情况, 不存在实验室, 不存在相关资料, 甚至连一台稍微像点样子的实验设备都不存在。工厂里面要是需要用到模具钢, 全部都依靠进口, 其价格是普通钢材价格的10倍还要多。

更让他心疼的是, 上海有一家无线电厂, 这家无线电厂生产印刷线路板, 生产印刷线路板需要一种特殊模具, 这种特殊模具带上千个小孔, 国内根本做不出来, 国内做不出来就只能从国外买, 一副要一万美元, 一年要进口一百多副, 光这一项每年就要花掉上百万美元的外汇。

他回到华中工学院, 组建了模具钢科研组, 随后甩下这样一句话: “中国一定要有属于自身的模具钢种!”。

这并非是一句口号, 这乃是他往后31 年中, 每日通宵去守炉子的起始点, 且是的, 是他背着几十公斤钢锭去挤火车的起始点, 同时还是他蹲在工厂车间连续三个月都不回家的起始点。

十七年打基础,靠手指按开关熬出第一炉钢

崔崑面对的条件,今天的人很难想象。

实验室是要从零起手去建设的, 买不到设备, 他便自己绘制图纸去请人制作, 上世纪六七十年代电力供应紧张, 熔炼所使用的盐浴炉耗电量巨大, 学校只准许在夜间用电低谷时段运行, 没有自动化控制温度的手段, 他跟同事就守在温度达1200摄氏度的盐浴炉旁边, 手指按压着控温开关, 眼睛注视着仪表, 接连一个通宵又一个通宵地煎熬。

熬完夜,第二天照常上课,不跟学院提任何特殊要求。

这样的日子,坚持了十多年。

自这一段极为漫长的积累时期起始, 他便率先开展研制工作, 成功研制出含铬量仅仅为4%的低铬模具钢, 其使用寿命相较于原有的那种产品得以延长一倍之多, 从而打破了国外在这一方面的垄断局面。此项成果所具备的意义在于, 它有力地证明了中国人于完全处于空白的条件状况之下, 是能够制造出属于自己的模具钢的。

更为关键的是, 在这十七年里, 为他构建起了一整套实验平台, 并且积累了熔炼工艺方面的经验。倘设没有这个阶段所奠定的基础, 那么后面所有的创新性成果皆无法成立, 无从生根。

往钢里加了一点铌,国外没人干过

崔崑真正在国际上站稳脚跟, 靠的是什么呢? 是他对国外基体钢所进行的一次大胆改良。

当时, 国外存在一种基体钢, 然而, 关于其应用的报道极为稀少。崔崑并未进行照搬, 反倒仔细剖析了它在成分设计方面存在的不足之处。他察觉到, 要是适度提高碳的含量, 接着再添加少量我国储量丰富的金属铌, 那么便能够借助细小碳化物达成强韧化, 从而大幅度提升钢的性能。

在冷作模具钢里加铌,这在国内外没有先例。

在实验室研究达成预期成果后, 在钢厂试生产收获预期成效后, 他亲自奔赴哈尔滨轴承厂, 于该厂居住了三个月, 在各异的产品上不断反复进行试验, 最终硬是将模具寿命达成了攻关所需的要求。

中国模具钢发展史_模具钢_崔崑模具钢研究历程

往后, 这类含铌高强韧性基体钢于汽车行业、手表产业、航天领域、电子业界、轻工范畴全面且广泛地推广开来, 在1981年的时候荣获了国家发明奖项的三等奖, 于1985年正式被归入国家工具钢所规定的标准里。

这项成果的关键价值所在, 并非是成功制造出了一种优质钢材, 而是证实了一条技术途径: 借助中国自身所富产的元素来谋划合金的构成成分, 彻底摆脱国外已有的体系框架, 走出属于自己的道路。

一副模具一万美元,他造出了替代品

早在1980年代初期的时候, 上海的那家无线电厂仍然在为印刷线路板模具而发愁, 这种模具的形状是非常复杂的, 它存在着上千个小孔, 对于精度方面的要求是极高的, 而国内一直以来都没有具备制造的能力。

崔崑知晓之后, 主动跟钢厂进行合作, 专门去研制出来一种易切削精密模具钢。这种钢的难题之处在于, 它非得同时兼顾那种高硬度以及易切削加工的属性 — 若是硬度高了, 那就钻不动上千个小孔。若是软了, 那模具便可就用不了多久。他对合金配比以及热处理工艺曲线作出了调整, 最终把这个矛盾给成功解决掉了。

这个成果, 在1985年的时候, 获得了国家发明二等奖, 而就在那一年, 全国一等奖处于空缺的状态。

这件事儿的意义并非仅仅局限于一个奖项, 它构建起了一套在后续被他不断反复采用的方法论, 此方法论源于一线企业的真实需求之基础, 从这个基础上反向去界定钢种的性能指标, 进一步实现实验室到工厂之间最后一公里的贯通。

自那之后, 他接着完成了Cr12型高性能模具钢系列等其余钢种的研制工作, 在1991年第三次荣获国家发明奖之际, 其研制的新型模具钢累达到了10种, 覆盖了汽车、军工、航天、电子、轻工等众多领域, 我国自行的高性能模具钢体系初步得以建成。

经测算, 在二十世纪八十年代, 那些成果逐次累积创造出的直接经济效益超出了两亿元。

他的钢不是万能的,这点他说得很清楚

崔崑所践行的是“资源导向”这一路线, 此路线是基于中国富产铌元素的情况, 要降低铬等稀缺合金在其中所占的比例, 需优先去解决模具钢“有无”这一问题, 以及大规模民用推广时成本方面的可行性。

这也意味着,他的钢种有明确的适用边界。

与此同时, 在国内, 还存在着另外一条进行攻关的路线哩, 比如说, 顾明锌团队所研制出来的HM3热作模具钢, 其钼含量达到了3%这个级别, 它是专门针对航空高温合金锻造这类极端工况的, 它的使用寿命乃是普通模具钢的5倍。

有两条路线, 它们各自有着不同的侧重, 其中一条是致力于解决民用工业方面、达成的是“从无到有”的状况, 另一条则是着重冲击军工场景、目标是实现“从有到优”这么一种形势, 如此一来, 于当时的行业范围之内, 便形成了公开的关于研发思路的讨论。

他公开表述的科研原则, 一直以来都仅有一条, 那就是: 在研究已完成, 且工厂已采用之后, 他才会发表论文。

1937年, 崔崑12岁, 那时他亲眼看到日寇的铁蹄踏上了家乡济南, 后来他用四个字概括了自己的一生,即勤奋、报国。他从抗战时穿越封锁线, 历经81天辗转前往四川求学, 到1960年蹲在工厂里, 确认模具钢卡脖子这个具体的痛点, 再到每一个通宵守在盐浴炉旁, 用手指去按开关的夜晚, 他所走的每一步, 都朝着同一个方向迈进。

2026年5月份的第26日, 崔崑已经因为疾病而住进医院, 他把刚刚完成好的《钢的成分、组织与性能》第四版初稿交给出版社, 这本书他从年满81岁便开始撰写, 花费了接近二十年时间, 在行业内被称作钢铁材料领域的“百科全书”, 交稿之际, 他年龄为101岁。

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