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--熱烈祝賀我會聯辦的科普活動被中國科協評為--優秀科普活動
12月21日,中國科學技術協會辦公廳印發《關于對2020年全國科普日有關組織單位和活動予以表揚的通知》(科協辦函普字【2020】158號),江蘇省機械工程學會、南京工程學會和江蘇省學會服務中心聯辦的“2020年全國科普日暨第一屆‘天印筑夢·科普智行’”活動,被評為優秀科普活動。
美國、德國、日本等汽車工業發達國家都致力于開發綠色環保、高性能發動機,發動機正向著增壓、增壓中冷、大功率、高可靠性、低排放方向發展。曲軸作為發動機的心臟,正面臨著安全性和可靠性的嚴峻挑戰,傳統材料和制造工藝已無法滿足其功能要求,因此各專業曲軸生產廠家爭相引進新技術、新工藝,提高制造技術水平。文章分別從曲軸毛坯的鑄造技術、鍛壓技術、機械加工技術、熱處理和表面強化技術等幾個方面,介紹了曲軸制造技術進展及未來發展趨勢。
曲軸是發動機中承受沖擊載荷、傳遞動力的重要零件,在發動機五大件中最難以保證加工質量。由于曲軸工作條件惡劣,因此對曲軸材質以及毛坯加工技術、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強化、動平衡等要求都十分嚴格。如果其中任何一個環節質量沒有得到保證,則可嚴重影響曲軸的使用壽命和整機的可靠性。世界汽車工業發達國家對曲軸的加工十分重視,并不斷改進曲軸加工工藝。隨著WTO的加入,國內曲軸生產廠家已經意識到形勢的緊迫性,引進了為數不少的先進設備和技術,以期提高產品的整體競爭力,使得曲軸的制造技術水平有了大幅提高,特別是近5年來發展更為迅猛。金屬加工微信,內容不錯,值得關注。
目前車用發動機曲軸材質有球墨鑄鐵和鋼兩類。由于球墨鑄鐵的切削性能良好,可獲得較理想的結構形狀,并且和鋼質曲軸一樣可以進行各種熱處理和表面強化處理來提高曲軸的抗疲勞強度、硬度和耐磨性。球墨鑄鐵曲軸成本只有調質鋼曲軸成本的1/3左右,所以球墨鑄鐵曲軸在國內外得到了廣泛應用。統計資料表明,車用發動機曲軸采用球墨鑄鐵材質的比例在美國為90%,英國為85%,日本為60%,此外,德國、比利時等國家也已經大批量采用。國內采用球墨鑄鐵曲軸的趨勢則更加明顯,中小型功率柴油機曲軸85%以上采用球墨鑄鐵,功率在160kW以上的發動機曲軸多采用鍛鋼曲軸。
曲軸制造技術/工藝的進展
1、球墨鑄鐵曲軸毛坯鑄造技術
球墨鑄鐵曲軸的生產繼QT800-2、QT900-2等幾種牌號后,廣西玉柴等經過攻關已能穩定生產QT800-6牌號的曲軸,為曲軸“以鐵代鋼”奠定了基礎。
(1)熔煉
高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產高質量球墨鑄鐵的關鍵。國內主要是以沖天爐為主的生產設備,鐵水未進行預脫硫處理;其次是高純生鐵少、焦炭質量差。目前已采用雙聯外加預脫硫的熔煉方法,采用沖天爐熔化鐵水,經爐外脫硫,然后在感應電爐中升溫并調整成分。目前,在國內鐵水成分的檢測已普遍采用真空直讀光譜儀來進行。
(2)造型
氣流沖擊造型工藝明顯優于粘土砂型工藝,可獲得高精度的曲軸鑄件,該工藝制作的砂型具有無反彈變形量等特點,這對于多拐曲軸尤為重要。目前,國內已有一些曲軸生產廠家從德國、意大利、西班牙等國引進氣流沖擊造型工藝,不過,引進整條生產線的只有極少數廠家,如文登天潤曲軸有限公司引進了德國KW鑄造生產線。
2、鋼曲軸毛坯的鍛造技術
近幾年來,國內已引進了一批先進的鍛造設備,但由于數量少,加之模具制造技術和其他一些設施跟不上,使一部分先進設備未發揮應有的作用。從總體上來講,需改造和更新的陳舊的普通鍛造設備多,同時,落后的工藝和設備仍占據主導地位,先進技術有所應用但還不普遍。
3、機械加工技術
目前國內曲軸生產線多數由普通機床和專用機床組成,生產效率和自動化程度相對較低。粗加工設備多采用多刀車床車削曲軸主軸頸及拐頸,工序的質量穩定性差,容易產生較大的內應力,難以達到合理的加工余量。一般精加工采用MQ8260等曲軸磨床粗磨-半精磨-精磨-拋光,通常靠手工操作,加工質量不穩定。