会员登录
MEMBER LOGIN
技术论坛
TECHNOLOGY FORUM
铸造产品升级与高端铸件研制的关键问题
发布时间:
2016-03-09 00:00
来源:
2014年5月19~22日,在北京举行的首届中国铸造节在国内外铸造界引起了巨大的反响。笔者有幸主持了首届中国铸造节之“第十一届中国铸造协会年会”铸铁件生产技术专场交流会。会场气氛十分热烈,参会者也十分踊跃,座位不够,不少人一直站着听完所有交流报告。报告会后,我国著名铸铁专家、机械科学研究总院的曾艺成研究员和河北科技大学的钱立教授发表了精彩的评述和总结。
我国铸造业从生产大国迈进到铸造强国的基础是众多铸造企业的转型升级,其中,产品结构的升级换代是企业转型、改造、升级的一个代表性标志。
从满足使用、安全与寿命这个角度上看,铸件并没有高低端之分;但随着我国国民经济的飞速发展,各领域出现的高性能、高效率、高可靠性的各类机电设备与装置,要求铸造企业能生产出高质量、高性能、高水平的铸件,这些铸件就被称为“高端”铸件了。
高端铸件的出现,引起了不少企业的关注,首届中国铸造节重要活动“第十二届中国国际铸造博览会”也以“智能、绿色、高端”为关键词,展出了对我国国民经济各领域中各类机械装备有重大影响的、高质量、高性能、高水平的铸件。然而,铸造企业具体要怎样做才能实现“产品的升级换代、产品结构的提升”而华丽转身呢?在此,笔者仅以年会“铸铁件生产技术专场”中4个“高端”铸件生产企业交流发言所给出的重要启示,总结分享如下。
一、高端铸件的一些共性特点
1、这类铸件所承载的设备在国民经济中地位显要,而该类铸件的质量优劣又对其组成设备的安全、质量、寿命有着决定性的影响,因而生产该类铸件的企业责任重大。
以专场交流的4个企业所生产的铸件为例,有常州华德机械有限公司生产的对质量问题“零容忍”的高速列车上的转向架轴箱(见图1~5),有江苏吉鑫风能科技股份有限公司生产的要求在风电机组上使用20年不更换的风电铸件(见图6~10),有烟台冰轮重型机件有限公司生产的具有高碳当量、高强度、高刚度、低应力的精密数控机床的机床铸件,还有北京菲美得铸造有限公司生产的具有高疲劳强度要求的QT800-5材质的汽车支架。
转向架轴箱是轨道交通零部件中的A类零件,下装有飞速旋转的高速车轮,上装有承载千百乘客的车厢,其质量的优劣直接影响着高速列车的安全性、稳定性、舒适性。列车运行时,轴箱受力复杂,既有线路对车体的冲击与振动,又有轮轨间的阻力摩擦与车轮蛇行运动抗力,它们集中地作用在转向架轴箱上,该件一旦失效,后果不堪设想。也就是说,制造一百件、一千件、一万件也不允许有一个不合格品。正如常州华德公司负责人慨言:“它是一个不能犯一次错误的零件”。
高速列车在现代交通中无比的优越性必须建立在极其安全的基础上,因该轴箱质量的优劣在高速列车安全运行中具有巨大影响而被列为高端铸件,长期以来,-40℃的QT400-184L材质的CRH380转向架轴箱皆为国外制造,我国全部依赖进口。
图1 转向架轴箱组装图
图2 CRH380高速列车转向架轴箱
(-40℃ QT400-18AL,80kg/件)
图3 高铁列车变速箱
(-40QT400-18AL,140kg/件
图4 机车牵引电机端盖
(-50℃ QT400-18AL 120kg/件)
图5 机车变速箱
(-50℃ QT400-18AL 550kg/件)
风电件的“高端”充分地体现在对风力发电机组的使用寿命与安全上。风力发电设备要求风电铸件必须保证20年不更换;如发生意外失效,要在上百米高空上更换零件不仅难度大,且更换费用巨大,甚至超过原装价格。加上不能及时发电,损失难以估计。江苏吉鑫生产的大断面风电件不仅在风电设备中占有极其重要的地位,而且其公司本身在国内外风电市场上也占有重要地位。国内3、5、6、7兆瓦风机铸件的首件产品均出自江苏吉鑫,全球10大风电制造商中有8家是吉鑫的用户。截止2012年,江苏吉鑫国内市场占有率达60%,国际市场占有率达20%。
图6 要求安全运行20年以上的风力发电机组
图7 6.0MW轮毂
图8 6.0MW底座
图9 7.0MW轮毂
图10 7.0MW底座
众所周知,中高端的数控机床是国家竞争力的重要标志之一,是国民经济发展的发动机。烟台冰轮公司在“高端数控机床铸件的生产与质量”报告中指出,“高端数控机床制造水平的高低是一个国家综合实力的标志”。目前我国高端数控机床仍依赖进口,其原因之一就是高端数控机床的铸件质量存在着较大的差距,其中铸件材质的刚性差、铸造应力高是影响机床精度与精度保持性最主要的原因。生产高刚度、低应力的高端精密数控机床铸件是生产精密数控机床的基础。
目前,西方工业发达的国家与日本在数控机床上一直对中国进行技术封锁,如“巴统”的禁运政策、1999年的美国考克斯报告、美国国会“限制高技术机床出口”的法案等。 2007年6月,美国开始实施的《对华高科技产品出口管制条例》中,增加了高精度转台、五轴精密加工中心、高仿真系统等军工及高技术产业专用装备的出口限制。日本经济产业省(原通产省)限制向中国出口高精度、复合加工、五轴联动以上的高性能数控机床和五轴联动高档数控系统等产品。
生产满足强度、硬度指标要求的机床铸件并不难,但要生产高碳当量、高强度、高刚度、低应力的高端机床铸件,难度较大。为研制这种高尺寸精度、高稳定性的机床铸件,国家还下达了攻关课题。烟台冰轮的“高端数控机床铸件的质量控制”报告代表了我国高端机床铸件的生产现状。
北京菲美得公司是目前铸造企业转型改造、产品升级换代的一个典型代表。
长期以来,北京菲美得公司以配重铸件为出口主打产品,铸件产量曾达到世界第一,号称“配重大王”。随着市场经济的变化,这种低端产品的转型已刻不容缓。他们所作的“高端球墨铸铁的研制与生产”的报告受到了与会者的关注,其关注重点是就是菲美得公司进行企业转型改造、产品升级换代的思路与做法。
菲美得公司由生产配重逐步转向生产四类在高端铸件中占有重要地位球墨铸铁件。即:高强度、高塑性的ADI;高疲劳强度要求的QT800-5;具有优良加工性的高Si球铁件(QT450-18、QT500-14、QT600-10)及低温韧性球墨铸铁件(-40℃、-50℃的QT400-18AL)。
以QT800-5为例,该材质在汽车的底盘支架上应用意义重大。国内某单位研制表明:在汽车支架上采用QT450-10材质,其支架重量为190kg;采用QT700-3或QT600-3材质,其支架重量为120 kg;采用QT800-5材质,其支架重量为90 kg。因此,这种高疲劳强度的QT800-5材质支架的应用将显著地促进汽车的轻量化、节能减排、安全及寿命的提高。
以上四例表明,高端铸件质量优劣的影响力及重要度远胜过一般铸件所能比拟的,生产高端铸件的企业及其生产者将对国家、社会、人民负有重大的责任。
附件下载:

-
地址:济南市解放路134号 电话:0531-86401781 / 86952422 传真:0531-86465075
邮箱:foundry-shandong@163.com 邮编:250013
版权所有 © 山东省铸造协会 鲁ICP备2021002429号

官方公众号