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中国机械总院郑机所：装备制造业的“郑州芯” 创新策源·创新驱动·创新转化——走进城市智库 系列报道

工作人员正在做相关试验（记者 李新华 摄）

当胡辣汤唤醒城市，装配由中国机械总院集团郑州机械研究所有限公司（以下简称“郑机所”）研制的齿轮箱的地铁载着这个城市逐梦的人奔向远方，新的一天开始了。

齿轮箱，地铁核心装置之一，它将发动机产生的动力源源不断地传送至车轮，驱动车辆高速飞驰。

曾经一度，地铁核心部件被国外技术垄断。2012年，郑机所启动地铁齿轮箱自主研发项目，通过日复一日的研发、一次又一次的实验，先后攻克多项“卡脖子”难题。2015年，随着“郑机所造”的地铁齿轮箱上线郑州地铁2号线，地铁产业链国产化的关键拼图不断补齐。

生产的设备比进口设备减重15%以上，所有零部件均为“中国制造”，郑机所制造的地铁齿轮箱实现了轻量化和全国产化的惊人一跃。从全进口到进口产品和中国制造平分秋色，再到“中国智造”闪耀世界，地铁齿轮箱演进着大国智造的崛起之路。

郑机所，建于1956年，是我国装备制造业高质量发展的改革尖兵，主要从事高端装备共性基础技术研究及成果转化，以工业用高参数齿轮箱、焊接材料与装备、精密成形铸锻件制品、机电一体化装备、机械强度与振动技术及测试设备为主要研究领域，主要服务于航空航天、轨道交通、工程机械、建材、冶金、能源等领域。从头衔和成果，我们可以一窥它的实力——

建有高性能新型焊接材料全国重点实验室、国家齿轮产品质量检验检测中心、先进钎焊材料与技术国际科技合作基地等39个国家级、省部级科技创新和行业服务平台，成功解决了三峡、核电、海洋装备、载人航天等大国工程中的核心技术难题。

从突破技术封锁到突破“极端制造”，郑机所用科技创新为装备制造业装上“郑州芯”，推动装备制造业从“制造”到“智造”的跃进。

万米掘进“地下珠峰”

坐标，新疆塔里木盆地。

2025年初，中国石油“深地塔科1井”钻探突破万米纪录，钻井深度达到10910米，标志着我国超深井钻探技术迈入世界领先行列。

深井钻被喻为“地下珠峰”，“深地塔科1井”作为亚洲陆上最深定向井，面临220℃超高温、170兆帕超高压、多套复杂地层的世界级难题。

难题，可难，难题，何难？

在钻头向地球深部挺进的过程中，中石油自主研发的钻井核心设备和郑机所创新研制的钻井泵减速箱、顶驱减速箱“珠联璧合”，联合攻克万米深地极端工况的挑战，为我国探索地球内部这一未来空间赢得了先机。

“郑机所研发的钻井泵减速箱采用模块化抗冲击设计，传动效率提升至98%，配合中石油大功率钻井泵，在万米深度仍保持稳定高压泥浆输送，相当于给设备装上了智能动力心脏。”郑机所（郑州）传动科技有限公司交通运输事业部副总经理张祥儒介绍。

更为重要的是，钻井泵减速箱和顶驱减速箱这两大核心装备实现了100%国产化，关键部件使用寿命较进口产品提升40%，构建起完整的国产化超深井装备技术体系。

从设计阶段的仿真模拟到现场应用的实时监测，郑机所与中石油协同创新，联合开发的智能健康管理系统，实现减速箱运行状态及时响应，使设备故障预警准确率达到99.6%，为连续安全钻进提供坚实保障。

“深地塔科1井”的万米掘进，不仅刷新了亚洲深地钻探纪录，更检验了我国在极端工况装备研发、智能钻探系统集成等领域的综合实力，“研制的15000米钻井用顶驱齿轮已进入联调联试阶段。”张祥儒说。

抵达极端制造的“极点”

钎焊是个历史悠久、常见的技术，从秦始皇兵马俑的铜车马，到现代人戴的眼镜、用的冰箱空调，都可以看到钎焊技艺的身影。

但如果应用到芯片、载人飞船、热核聚变装置等，钎焊还普通吗？

键合线，芯片封装的核心材料，横截面积仅有头发丝百分之五，成形工艺复杂，制造技术高端，是典型的“极端制造”产品，一根线的背后是千亿级甚至万亿级产业链的安全。

面对高端键合线市场被国外公司占据、国内制造技术瓶颈难以突破的困境，郑机所钎焊团队用3年时间实现了从“造不了”到“造得出”再到“造得好”的跨越，成功研发出4大系列16类键合线产品。

实验室里摆放的7万多瓶样品，见证着钎焊团队夜以继日无数次的试验。

在某重点型号产品自主研制的关键阶段，其核心部件产品钛合金换热器却成为一根“难啃的骨头”——上万余条焊缝要求一次“完美”焊接成形，工件制作周期长，造价昂贵，没有“试错”的机会。

钎焊团队顶住压力，定方案、做试验、搞论证，钎料一次又一次的迭代，工艺一个又一个的优化，终于完成了上万条焊缝一次“完美焊接成型”。

“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”是全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，其中磁体支撑是ITER的关键部件，需要承受极端条件下产生的巨大脉冲电磁力和强热应力。

面对挑战，实验室攻关小组迎难而上，每天披星戴月，“泡”在试验现场，边讨论边试验，边测试边优化。“再试一次”“这样再试一次”“再来一次”……不断突破钎焊制造极限，最终联合核工业西南物理研究院顺利完成ITER磁体支撑关键部件的钎焊制造，并通过极端环境试验验证，保障了我国ITER磁体支撑采购包提前交付，为推动聚变能应用进程贡献重要力量。

…………

在中国机械总院集团首席科学家、郑机所总工程师、全国重点实验室主任龙伟民研究员的带领下，郑机所钎焊团队先后完成国家973计划、863计划、自然科学基金、重点研发计划等百余项重点研发任务，解决了航空航天、国防装备等领域一系列国家重大工程以及重大装置的“卡脖子”钎焊技术难题。

在郑机所钎焊团队的努力下，越来越多的中国制造正在抵达更多“极点”。

正是这样一群面对技术垄断毫不退缩、面对“极端制造”迎难而上的大国工匠，中国制造才得以跑出“中国速度”，并闪耀于世界。（记者 王战龙）