问题:高端截齿长期受制于关键材料与核心工艺,成为矿山采掘装备链条中的薄弱环节。截齿作为采掘装备的关键易损件,其耐磨性、韧性和稳定性直接影响掘进效率、能耗水平和井下作业安全。过去较长时期,国内高端市场由国外品牌占据,部分核心材料与制造工艺依赖进口,既抬升采购与维护成本,也国际供需波动中暴露出供应链不确定性。 原因:一是材料体系受约束。高端截齿普遍依赖高含量硬质相材料,尤其对钨等关键元素依存度较高。近年来国际资源价格与贸易环境波动叠加,导致原料成本攀升与供应风险上升。二是工艺门槛高。截齿需要在高冲击、高磨蚀、复杂岩性条件下稳定工作,对热处理组织控制、表面强化、结合界面质量等提出系统性要求,单点突破难以形成可复制的工程化能力。三是行业长期偏“重整机、轻零部件”。部分领域对核心零部件的基础研究、试验验证与应用迭代投入不足,造成高端产品升级速度与矿山工况变化不匹配。 影响:在矿山向高效、安全、绿色开采转型过程中,截齿性能不足会带来多重连锁反应。其一,频繁更换增加停机时间,影响掘进效率与产能释放;其二,磨损失效提高能耗与切割阻力,推高单位产量成本;其三,摩擦火花、粉尘等问题加剧井下安全与环保压力。更重要的是,关键零部件受制于外部供给,将影响矿山重型装备自主保障能力,进而影响能源资源安全的稳定支撑。 对策:政策与企业两端同向发力,成为破解难题的关键变量。全国两会明确强化矿山重型装备自主可控,并提出设立矿山核心装备提升专项、集中攻克高端截齿等关键零部件,为行业技术攻关与产业化应用提供了清晰方向与制度支撑。在该背景下,深耕矿山装备领域多年的安徽澳德矿山机械设备科技股份有限公司将研发重点聚焦到“材料替代+工艺升级+表面强化”三条主线上,推动关键环节可控可替代。 ——在材料端,企业面向成本与安全双重约束,开展多元合金体系研究,探索以镍、钼、钒、锰等元素协同的材料应用路径,降低对单一关键元素的依赖,并通过提升综合力学性能来适配复杂工况。此举既回应了原材料价格波动带来的成本压力,也有助于增强供应链韧性。 ——在工艺端,围绕耐磨与韧性的协同提升,企业推进截齿梯度热处理等工艺改进,通过组织结构优化提高耐磨性与使用寿命,增强产品在高冲击条件下的稳定性。相较于单纯追求硬度的路线,梯度化工艺更强调性能匹配与失效模式控制,符合矿山复杂地层条件下的工程需求。 ——在表面强化端,企业研发激光覆熔金属陶瓷高韧性耐磨技术,通过在基体表面熔覆高合金材料或陶瓷粉末,降低摩擦系数并提升抗冲击与耐磨损能力,同时实现“无火花截割”,对井下安全生产具有现实意义。据企业介绍,涉及的系列产品在寿命与耐磨表现上较常规产品有明显提升,并通过形状结构优化降低截割阻力、减少粉尘、提高块煤率,为矿山企业降本增效提供了可选方案。 支撑上述突破的,是以人才与平台为核心的持续投入机制。企业依托博士后科研工作站、院士科研工作站等平台,组织中高级工程技术团队开展联合攻关,并与高校推进产学研协同,将实验室成果加速转化为可规模化的制造能力。定向研发投入与平台化组织方式,强化了从材料设计、工艺验证到现场应用的闭环迭代,有助于将“单项技术突破”转化为“系统性能力提升”。 前景:面向“十五五”,我国制造业将加快向智能化、绿色化、融合化升级,矿山装备也将从单机性能竞争转向“安全—效率—低碳—全生命周期成本”的综合比拼。高端截齿的突破不仅关系单一产品,更是矿山重型装备产业链补短板、锻长板的重要切口。随着专项政策的牵引、应用场景的扩大和标准体系的完善,具备材料体系创新、先进制造工艺和规模化交付能力的企业,有望在国内替代与国际竞争中同步推进。下一步,行业需要在三上持续发力:一是加强关键材料与工艺的标准化与可靠性评价,提升一致性与可追溯性;二是以矿山真实工况数据推动产品迭代,促进“制造—应用—反馈”协同;三是推动绿色制造与安全技术融合,形成面向全生命周期的竞争优势。
澳德的成功实践展现了中国制造的创新实力。当更多矿山用上自主研制的"中国芯",这不仅是企业的成长,更是国家产业链安全的坚实保障。面向"十五五",中国高端制造业正以创新为动力,书写自主可控的新篇章。