冰城輕量化鑄造“擠”成全國第一

吉星機(jī)械生產(chǎn)的各種鋁合金結(jié)構(gòu)件擺滿展示架。

談及汽車性能表現(xiàn)，人們大多只關(guān)注發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、底盤三大件。但對(duì)于整車而言，能夠讓諸多部件牢牢固定在車體上的承力件，其質(zhì)量與性能也極其重要。在哈爾濱就有這樣一家企業(yè)為眾多國內(nèi)外車型供應(yīng)高強(qiáng)高韌鋁合金關(guān)鍵承力件，它就是哈爾濱吉星機(jī)械工程有限公司。

吉星機(jī)械不僅是一汽豐田一級(jí)供應(yīng)商，其產(chǎn)品還廣泛應(yīng)用在紅旗、一汽大眾、理想、高端摩托等16種高端車型上，國內(nèi)細(xì)分市場(chǎng)份額超過21%。企業(yè)依靠核心團(tuán)隊(duì)所掌握的國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)的鋁合金擠壓鑄造技術(shù)，在2024年一季度產(chǎn)值同比增長38.9%，實(shí)現(xiàn)“開門紅”。憑借“汽車用高強(qiáng)韌鋁合金結(jié)構(gòu)件擠壓鑄造技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目，吉星機(jī)械成為近期入選“2023年度黑龍江省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)提名項(xiàng)目”名單中唯一的民營制造業(yè)企業(yè)。

打破國外壟斷，國產(chǎn)鋁合金擠壓鑄造件冰城造

企業(yè)產(chǎn)品展示架上陳列著諸多汽車用零部件，這些是吉星機(jī)械的核心產(chǎn)品——上百種鋁合金材質(zhì)的差速器支架、發(fā)動(dòng)機(jī)支架、轉(zhuǎn)向節(jié)等關(guān)鍵承力件。這些產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、形狀、大小各異，與傳統(tǒng)同類型鋼、鐵材質(zhì)鍛造或鑄造的產(chǎn)品相比更輕——減重比例最高超過六成，且強(qiáng)度、韌性完全符合要求，滿足了汽車輕量化進(jìn)程中對(duì)關(guān)鍵零部件高強(qiáng)、高韌及降本需求。

外形不規(guī)則的汽車鋁合金結(jié)構(gòu)件，需要靠擠壓鑄造技術(shù)生產(chǎn)加工——將鋁液注入模具中，通過擠壓鑄造成型?！斑@個(gè)過程原理看似簡單，卻涉及金屬材料、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、擠壓設(shè)備與環(huán)境等多個(gè)方面。任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了問題，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品就不合格。”哈爾濱吉星機(jī)械工程有限公司總經(jīng)理王海波說，擠壓鑄造工藝要求精密高效，目前企業(yè)生產(chǎn)的支架、轉(zhuǎn)向節(jié)、散熱器等汽車結(jié)構(gòu)件均采用此工藝。

而十幾年前，這類汽車鋁材鑄件產(chǎn)品依賴日本等國家進(jìn)口，國產(chǎn)化替代很難。一方面，國內(nèi)在鋁合金加工上以高壓鑄造和鍛造兩種工藝為主，前者生產(chǎn)效率高，但承力效果差；后者承力效果雖然好，但生產(chǎn)成本高，且效率低；另一方面，由于國外對(duì)我國鋁合金鑄造技術(shù)及生產(chǎn)設(shè)備封鎖，即便了解原理也很難轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)。

為了解決“卡脖子”難題，吉星機(jī)械從原材料入手，創(chuàng)新研發(fā)鋁合金復(fù)合材料成分，將所用金屬原料的配比展開逐一調(diào)試。同時(shí)，改進(jìn)現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)，反復(fù)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)等30余個(gè)擠壓成型工藝參數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)高韌鋁合金擠壓鑄造自主生產(chǎn)，產(chǎn)品性能代替鍛件。這一研發(fā)過程，耗時(shí)三四年。

目前，吉星機(jī)械的高強(qiáng)高韌鋁合金新型輕量化產(chǎn)品，已被天津國家汽車檢測(cè)中心等國家級(jí)檢測(cè)機(jī)構(gòu)及權(quán)威機(jī)構(gòu)評(píng)價(jià)為“強(qiáng)度和塑性力學(xué)性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平”“鋁鎂合金擠壓鑄造技術(shù)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平”“填補(bǔ)了我國高端鋁鎂合金汽車關(guān)鍵承力件在汽車輕量化領(lǐng)域需求的空白?！?/p>

提前7年技術(shù)儲(chǔ)備，一躍成為合資品牌一級(jí)供應(yīng)商

憑借著生產(chǎn)高強(qiáng)高韌鋁合金新型輕量化產(chǎn)品的核心技術(shù)，吉星機(jī)械實(shí)現(xiàn)了相關(guān)產(chǎn)品的國產(chǎn)化替代。汽車輕量化是實(shí)現(xiàn)汽車節(jié)能減排的重要途徑，在這一進(jìn)程中，吉星機(jī)械從單一為傳統(tǒng)制造業(yè)生產(chǎn)鋁合金配套鑄件的企業(yè)，一躍闖入汽車領(lǐng)域，率先在國內(nèi)第一個(gè)將鋁合金擠壓鑄造產(chǎn)品應(yīng)用在汽車上。

一切看似偶然，實(shí)則必然。

吉星機(jī)械創(chuàng)辦人、董事長吉澤升曾是哈爾濱理工大學(xué)教授，專業(yè)研究方向正是金屬材料及熱處理。“在日本進(jìn)修研學(xué)期間，見識(shí)到日本在鋁合金擠壓鑄造領(lǐng)域的領(lǐng)先水平?！奔獫缮榻B，早在2004年，他已為我省一家企業(yè)研發(fā)過相關(guān)工藝的產(chǎn)品。但苦于當(dāng)時(shí)國內(nèi)沒有實(shí)現(xiàn)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的擠壓鑄造工藝設(shè)備，所研發(fā)的產(chǎn)品無法批量生產(chǎn)，吉澤升便將此技術(shù)進(jìn)行了儲(chǔ)備，并通過哈爾濱理工大學(xué)申請(qǐng)了專利。

這一儲(chǔ)備就是7年。2011年，吉星機(jī)械等到機(jī)會(huì)。

“一汽豐田作為合資品牌汽車，最初進(jìn)入國內(nèi)汽車制造市場(chǎng)時(shí)，在合同條款中就有一條關(guān)于零部件國產(chǎn)化比例的要求?！奔獫缮f，至2011年時(shí)，一汽豐田著手推進(jìn)汽車鋁合金件進(jìn)行國產(chǎn)化替代事宜，但日本豐田不愿分享技術(shù)，又考慮到自身品牌發(fā)展，決定在我國尋找符合需求的產(chǎn)品。

當(dāng)時(shí)，國內(nèi)還沒有企業(yè)掌握符合日方需求標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，更別提生產(chǎn)出相應(yīng)的汽車承力件產(chǎn)品。但巧合的是，日本豐田在我國尋找企業(yè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了當(dāng)年吉澤升在哈理工申請(qǐng)的技術(shù)專利，便找到他了解情況。機(jī)會(huì)擺在面前，吉澤升毫不猶豫地伸出了手——通過高校知識(shí)產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化，他將專利買了回來，按照日本豐田的品控要求，采購并改造擠壓鑄造設(shè)備、設(shè)計(jì)模具、搭建生產(chǎn)線……由此走上為一汽豐田開發(fā)支架類系列產(chǎn)品的道路。這一開發(fā)就是3年多的時(shí)間。

“日本豐田對(duì)合格率要求非常高，因?yàn)椴捎描T造工藝生產(chǎn)的金屬產(chǎn)品在理論上必然有缺陷，比如會(huì)出現(xiàn)縮松和縮孔缺陷等，這就需要企業(yè)在設(shè)備工藝、模具設(shè)計(jì)上下功夫，減少甚至消除這種缺陷?！?/p>

王海波說，當(dāng)時(shí)企業(yè)每生產(chǎn)一個(gè)鋁合金件就進(jìn)行X光檢測(cè)，查看是否有缺陷，然后改進(jìn)工藝……經(jīng)過上百次的反復(fù)實(shí)驗(yàn)，最終成品一次性通過了豐田的驗(yàn)收。

2014年，吉星機(jī)械正式成為一汽豐田一級(jí)供應(yīng)商。此后，其連續(xù)多年做到供應(yīng)一汽豐田產(chǎn)品品質(zhì)不良率百萬分之零；連續(xù)7年獲一汽豐田頒發(fā)的特殊貢獻(xiàn)獎(jiǎng)、品質(zhì)達(dá)成獎(jiǎng)、成本卓越獎(jiǎng)及2022年度豐田全球區(qū)域貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。

年產(chǎn)610萬件車用鋁合金輕量化鑄件，成國內(nèi)第一

此后，吉星機(jī)械在專業(yè)市場(chǎng)“開掛”。慕名而來尋求合作的車企絡(luò)繹不絕，其中包括美國的高端車企。

“公司從成立至今，我們沒雇過一個(gè)銷售員，合作客戶都是自己找渠道聯(lián)系我們?！蓖鹾２ㄗ院赖乇硎?，目前企業(yè)在國內(nèi)汽車用高強(qiáng)韌鋁合金結(jié)構(gòu)件擠壓鑄造技術(shù)方面沒有競(jìng)爭對(duì)手。

“擠壓鑄造相應(yīng)技術(shù)原理不是秘密，一臺(tái)設(shè)備能造出10件合格產(chǎn)品，但如何生產(chǎn)出100萬件合格產(chǎn)品，這個(gè)就很難?！蓖鹾２ㄕf，作為第一個(gè)吃螃蟹的人，經(jīng)過時(shí)間的積累和技術(shù)管理，如今吉星機(jī)械已經(jīng)拉高了這一技術(shù)門檻。

目前，吉星機(jī)械的產(chǎn)品除應(yīng)用在一汽豐田上，還廣泛應(yīng)用在紅旗、一汽大眾、理想、美國高端摩托車等16種高端車型上，細(xì)分市場(chǎng)占有率超過21%，應(yīng)用在汽車上的“以鋁代鋼”等高強(qiáng)高韌鋁合金擠壓鑄造產(chǎn)品占比國內(nèi)第一，已經(jīng)成為行業(yè)龍頭企業(yè)。2023年吉星機(jī)械年產(chǎn)量超過610萬件，營業(yè)收入較上年提高近20%。

企業(yè)在近年先后獲得黑龍江省“專精特新”中小企業(yè)、黑龍江民營高新技術(shù)企業(yè)50強(qiáng)、2023年度省級(jí)制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)、哈爾濱市技術(shù)創(chuàng)新示范企業(yè)等榮譽(yù)稱號(hào)。其間，公司還與東京大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、哈爾濱理工大學(xué)，開展產(chǎn)學(xué)研攻關(guān)，包括主持科技部國家合作項(xiàng)目和黑龍江省重大研發(fā)計(jì)劃以及參與國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等?！跋襁@次公示的省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)提名項(xiàng)目，也是公司和哈理工共同合作的?！蓖鹾２ㄕf，企業(yè)通過產(chǎn)學(xué)研攻關(guān)，推動(dòng)了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，解決汽車輕量化進(jìn)程中國產(chǎn)高端鋁合金承力件“卡脖子”問題。

隨著市占率、客戶數(shù)、訂單量的提升，吉星機(jī)械還通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型來提高生產(chǎn)運(yùn)營效率?！澳壳埃髽I(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)3條擠壓鑄造生產(chǎn)線智能化生產(chǎn)，車間幾乎不需要技術(shù)工人進(jìn)行生產(chǎn)加工，企業(yè)運(yùn)營實(shí)現(xiàn)了全程數(shù)字化管理，人力成本減少一半以上?！蓖鹾２ǜ嬖V記者，2024年以來，隨著新客戶的尋求合作，一季度產(chǎn)值同比去年增加38.9%，實(shí)現(xiàn)“開門紅”。

“企業(yè)下一步將持續(xù)在高端品牌、新能源汽車中應(yīng)用高強(qiáng)高韌鋁合金擠壓鑄造產(chǎn)品，并向一體化鑄件研發(fā)生產(chǎn)延伸?！蓖鹾２ǜ嬖V記者，企業(yè)還將向航空、通信、儀器儀表等新興領(lǐng)域拓展，形成和發(fā)展冰城鋁合金擠壓鑄造技術(shù)應(yīng)用的新質(zhì)生產(chǎn)力。

哈爾濱日?qǐng)?bào)記者 劉首辰