行业战略意义与国产化背景 - 轴承是衡量一个国家工业基础与科技实力的关键基础零部件，被称为“试金石”[2] - “十四五”期间，中国围绕高端轴承的自主可控攻坚战取得关键突破，标志着在高端基础零部件领域迈出自主可控的关键一步[3] - 自1997年引入首台盾构机并启动国产化以来，几乎所有部件都能自给，唯独主轴承长期依赖进口[4] - 进口主轴承存在价格高昂、交付周期长以及“断供”风险，而国产主轴承面临“一旦失效就导致工程停滞”的应用风险[4] 国家专项攻关与组织模式 - 中国科学院正式启动“高端轴承自主可控制造”战略性先导科技专项[5] - 专项由中国科学院金属研究所牵头，整合了所内12个团队及院内7家研究所，并联合中交天和、洛阳新强联等20余家企业，构建了“行政指挥线+技术指挥线+党委保障线”三线并行机制[5] - 攻关团队组建了产学研用紧密结合的联合体，深度融合科学家、工程师和用户的智慧[11] 核心技术突破：材料“基因” - 攻关团队认为材料是轴承的“基因”，将目标锁定在轴承钢“氧含量”这一核心指标上，因为钢中的氧会形成夹杂物，成为轴承疲劳裂纹的源头[6] - 团队深入探究轴承钢冶金过程中夹杂物的生成机理与演变规律，创新开发了微量稀土添加、低氧纯净化冶铸、夹杂物细化弥散化控制等关键技术[6] - 成功研制出超纯净、高均质、长寿命的轴承钢材料，其疲劳寿命远超进口的某知名品牌轴承钢，达到国际先进水平[7] 制造工艺与精度挑战 - 制造符合盾构机要求的大型滚子，加工精度必须达到一级，即柱体直径误差不能大于正负1微米，而当时国内进口设备加工精度只能达到二级（误差不大于正负2.5微米）[9] - 1.5微米的精度差距相当于一根头发丝直径的1/40，对科研团队而言是一道“天堑”[10] - 团队组建“李薰大型重载轴承攻关突击队”，通过改造现有机床和工艺创新，突破了国内淬火机床最大尺寸限制，实现了8米级超大直径主轴承滚道面的大淬深控制[11] 关键产品成果与性能 - 研制出直径8米级超大型盾构机主轴承“破壁者”，重达41吨[3][12] - 该8米级主轴承通过验收，各项技术性能指标与进口同类产品相当[12] - 同时攻克了高速高精密机床轴承、高温高可靠航空发动机主轴承研制等关键技术[3] 工程应用与产业化进展 - 装有金属所自研3米主轴承的盾构机已成功应用于沈阳地铁工程，这是全链条自主的国产主轴承首次在基建项目中应用[13] - 8米主轴承通过验收，标志着中国大型盾构机国产化链条彻底打通[13] - 2025年10月，金属所与中交天和签署合作协议，将采用国产8米主轴承在江西省内高速公路隧道等工程中进行示范应用[13] - 目前主轴承产业化基地已正式落地，为打通盾构机国产化“最后一公里”奠定基础[14] 技术辐射与未来展望 - 团队正探索将高端轴承技术应用于风电、塔吊、港机，甚至高端精密医疗器械等领域[14] - 专项实践是“贯通技术链、打造创新链、对接产业链”的积极实践，是发挥新型举国体制优势、开展“政、产、学、研、用”协同创新的生动体现[13]