文 ｜ 《中国科学报》 记者 沈春蕾
翻转犁的犁铲尖对比，上排为进口犁铲尖，下排为金属所犁铲尖。金属所供图
“清明忙种麦，谷雨种大田。”4月中下旬，东北各地吹响春耕号角。在广袤无垠的黑土地上，一台台现代化农机驰骋作业。
谁曾想到，此前很长一段时间，我国大型农用耕作配套的耐磨入土部件主要依赖进口，不仅价格高，采购周期还经常与农忙时节“打架”。
近年来，中科院金属研究所（以下简称金属所）研究团队成功研制高性能农机耐磨入土部件。“我国农机装备耐磨部件长期以来依赖进口的难题将迎刃而解。”金属所研究员姜海昌告诉《中国科学报》。
小铲尖 大问题
曾有媒体报道，德国某公司生产的五铧翻转犁主要用于秸秆还田，在我国东北和西北地区深受农户喜欢，但价格昂贵，在十几万元到二十万元不等，而同类型的国产犁价格只要几万元。
姜海昌指出，除了机具整体价格差异大外，进口翻转犁的犁铲尖几乎是国产产品价格的5倍以上。但农户选择的理由是，因为国产犁铲尖耐磨性不好，作业亩数经常不到进口产品的1/3。
农机具的耐磨入土部件质量跟不上，农户不得不多掏腰包，大量选购进口产品。这也使国产农机具在一些农户心中留下了不良印象——“品质差，效果不好”。
为确保粮食安全，我国传统农业正进入深刻变革新时代，土地集约化程度不断提高，生产方式随之升级，对农业科技创新尤其是对先进、高效、可靠的农业机械装备的需求日益迫切。
早在2011年，李振声和师昌绪两位院士就共同建议金属所开展农机耐磨入土部件的研制工作。随后，金属所科研团队开始着手研发性能优异的新型耐磨材料。
自主研发，争补短板
2012年11月，中科院全面部署启动“中国科学院现代农业示范计划”，金属所承担了高性能耐磨犁铧的研制任务。
“我们的目标是对标国外农机产品，力争补齐短板。”项目组成员、金属所研究员闫德胜告诉《中国科学报》，团队研制的国产耐磨犁铧关键在于材料。
金属所研究团队与相关单位开展合作，研制出一种合金钢。“这种合金钢在硼钢的基础上，添加微合金化元素、引入细小碳化物。其在提高硬度的同时，仍能保持较高的冲击韧性。”闫德胜介绍。
在此基础上，金属所研究团队建立了以3种合金钢和两种耐磨涂层为主的材料体系。闫德胜说：“采用自主研发的材料体系和工艺，我们在实验室试制了20余种关键农机部件，产品性能和使用寿命均达到国际领先水平。”
深松犁铧、圆盘耙、铧式犁、旋耕刀……这些年来，金属所研究团队研制的1000多种农机部件先后在呼伦贝尔农垦集团、新疆生产建设兵团和江苏省农垦集团有限公司等多地进行了大面积作业考核。
闫德胜指出：“这些农机部件成本不到进口的一半，可推进实现国产农机耐磨部件的升级换代。”
2021年4月，中科院与辽宁省人民政府共同签署了“黑土粮仓”科技会战框架协议。文件明确指出要提升农机装备能力，推进研发创新，重点突破播种机切盘的金属材料和加工工艺。
金属所研究员胡小锋参与了“黑土粮仓”科技会战相关课题项目。他向《中国科学报》介绍，采用低成本的原材料和绿色制造技术生产的新型入土耐磨部件，正在大河湾示范区推广应用。
不弯不断，一片顶十片
“这种铲尖不变形、不断裂，一片顶过去十片，一点不比洋货差！”金属所研究团队研制的新型耐磨犁铲尖得到了农户的肯定。
然而实现过程并不容易。
“尽管我们研制生产的系列产品性能优异，但口说无凭，农户需要的是实实在在的效果。”闫德胜认为，耐磨农机具摆在实验室里是没有价值的，必须得到农户的认可。
为此，金属所研究团队在研制农机各类部件的同时，开展了很多对比实验，去不同的地方、在不同工作环境和状态下考核硬度和韧性，在各种土壤、荒地、沙石等环境中分析磨损，改进调整。
相关研究结果表明，这些新型农机耐磨入土部件在不同土质，特别是一些使用环境恶劣（如多石土、沙性土等）的土壤中完全适用。
日前，金属所研制的切割盘和开沟盘分别在吉林梨树和辽宁昌图等地区进行了大面积作业考核。结果显示，这些刀盘部件耐磨性好，其中切割盘单行作业寿命可达1000亩以上，与同类进口高端产品相当，且价格低廉，获得了农机用户的高度好评。
“我们团队有不少人出生在农村，我们知道跟农民空口谈理想并不现实，他们对农机好不好用有自己的判断。我们希望通过耐磨农机具的推广应用，让农民用上更多质优价廉的国产农机具，真正成为现代化农民。”姜海昌说。
