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高端铸件的发展及结构升级换代技术研讨【一】

来源:安徽铸协 马敬仲 2016-05-23 浏览次
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本文地址:http://www.lkdongze.com/baike/qtjs/205.html
文章摘要:高端铸件的发展及结构升级换代技术研讨【一】 ,奔窜风起云蒸鸣响,除此之外西席瞅瞅。

2014年5月19日至5月22日,网上电子游戏:在北京举行第十二届中国国际铸造博览会在国内外铸造界引起了巨大的反响。“智能、绿色、高端”成了该展会的关键词。尤其展出的那些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,被称之为“高端”的铸件引起了参观者的高度关注。作者有幸主持了铸铁件生产技术论坛专场讨论会。会场气氛十分热烈,参会者也十分踊跃,不少人都一直站着听完报告。报告后,中国机械科学院的曾艺成研究员与河北工业大学的钱立教授也作了精彩的评论与发言。他们认为:任何企业在任何时候,都应该把提高产品的品质与质量放在首要位置,而质量的稳定性与一致性是质量管理中的重中之重。

我国铸造业正处于从生产大国到铸造强国的关键时期。产品的升级换代,产品结构的提升与转型对每一个铸造厂都是一个挑战。在铸造生产技术讨论专场报告的四个企业给予了我们许多重要的启示。

作为任何一个铸件,总有技术要求及其质量标准,其质量的优劣都会影响机器的使用质量、安全与寿命。从这个角度上看,铸件没有高低端之分。但随着我国经济的飞速发展,各经济领域出现的高性能、高效率、高可靠性的各类机电设备与装置则对铸件的质量要求日益提高。因而要求铸造企业能铸造出高质量、高性能、高水平的铸件,以满足各工业领域的需要,这些铸件常被称之为“高端”铸件。高端铸件的出现,引起不少企业的关注。本文不妨以 “铸铁件生产技术论坛”上四个企业生产的铸件来进行探讨。

一、高端铸件的一些特点

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。即该铸件所承载的作用重大,生产该类铸件的企业责任重大。以论坛会上四个企业生产的铸件为例:如对质量问题实行“零容忍”的高速列车上的转向架轴箱;要求在风电机组上,使用20年不更换的风电铸件;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;具有高疲劳强度要求的QT800-5材质的汽车支架。

常州华德机械有限公司生产的转向架轴箱是高铁动車零部件中的A类零件。下装有飞速旋转的车轮,上装有承载千百人乘客的车厢。其材质的优劣直接影响着高铁动车的安全性、稳定性、舒适性。列车运行时,轴箱受力复杂,即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,它集中地作用在转向架轴箱上,该件一旦失效,后果不堪设想。不论是制造一百件、还是一千件、一万件,绝不允许有一件不合格品。正如该企业负责人说“它是一个不能犯一次错误的零件”。因此该轴箱质量的优劣在高铁动车安全运行中具有巨大影响而将其列为高端铸件。图1-5为华德机械生产的高铁动车上的低温韧性球铁件。

高铁动車转向架及轴箱组装图
图-1      高铁动車转向架及轴箱组装图

CRH380高铁动车转向架轴箱 (-40℃ QT400-18AL,80kg/件)
图-2 --CRH380高铁动车转向架轴箱(-40℃ QT400-18AL,80kg/件)
高铁动车变速箱 (-40℃ QT400-18AL,140kg/件)
图3--高铁动车变速箱(-40℃ QT400-18AL,140kg/件)
机车牵引电机端盖   (-50℃ QT400-18AL  120kg/件)
图-4 机车牵引电机端盖(-50℃ QT400-18AL  120kg/件)
 机车变速箱 (-50℃ QT400-18AL  560kg/件)
图-5   机车变速箱(-50℃ QT400-18AL  560kg/件)

江苏吉鑫风能科技股份有限公司生产的大断面风电件,在风电设备中占有极其重要的地位。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几乎是不可能的,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。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。风电铸件,在国内外占有重要地位。全球10大风电制造商中有8家是吉鑫的用户。截止2012年国内市场占有率60%,国际市场占有率20%。见图-6、图-7

要求安全运行20年以上的风力发电机组
图6-7      要求安全运行20年以上的风力发电机组
兆瓦级的风电机组
图-8    兆瓦级的风电机组
底座 6.0MW轮毂
 7.0MW底座

烟台冰轮重型机械有限公司在“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。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。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,目前,生产满足强度、硬度指标要求的机床铸件并不难,但是要生产高碳当量、高强度、高刚度、低应力的高端机床铸件,难度较大,则要在质量上要上一个很大的台阶。为此,研制这种高尺寸精度稳定性的机床铸件,国家还下了攻关课题。烟台冰轮铸造的“高端数控机床铸件的质量控制”的报告,代表了高端机床件的生产现状。图-13的数控加工中心床身铸件为该公司出口12000-15000t机床件的一个代表。

图-13 出口日本的卧式加工中心床身铸件 (尺寸:4060X2970X1440,材质:FC300,重量:11940Kg)
图-13 出口日本的卧式加工中心床身铸件(尺寸:4060X2970X1440,材质:FC300,重量:11940Kg)

北京菲美得铸造有限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的主打产品,配重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,这种低端的产品转型已是刻不容缓了。他们作的“高端球墨铸铁的研制与生产”的报告受到了与会者的关注。其关注点是菲美得公司进行的企业转型改造与产品升级换代:由生产配重逐步转向高端的球墨铸铁件的生产,换代产品分为四类,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)。这4类铸件皆在高端铸件中占有重要地位。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QT500-7材质,其支架重量为190Kg,采用QT700-3或QT600-3材质,其支架重量为120Kg,采用QT800-5材质,其支架重量为90Kg。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。生产高端铸件的铸造厂及其生产者将对国家、社会、人民负有重大的责任。【未完待续】

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高端铸件的发展及结构升级换代技术研讨【一】
高端铸件的发展及结构升级换代技术研讨【二】   
高端铸件的发展及结构升级换代技术研讨【三】
高端铸件的发展及结构升级换代技术研讨【四】

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