这是描述信息
搜索
搜索
这是描述信息

3

2

1

新闻资讯分类

资讯分类

铸造产品结构的升级换代 与高端铸件的研制与发展(1)

  • 分类:行业资讯
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2014-12-10
  • 访问量:0

【概要描述】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。

铸造产品结构的升级换代 与高端铸件的研制与发展(1)

【概要描述】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。

  • 分类:行业资讯
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2014-12-10
  • 访问量:0
详情

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。

 

铸峰国际

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%。

铸峰国际

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。

2、高端铸件具有高的性能要求与较大的制造难度,其生产企业质量第一的观念与要求要贯彻产品生产的始终。

国内一些企业对价位较高的高端铸件往往一哄而上,先以低价位争得订单,然后以低成本去制造,从而使我国高端铸件市场乱象丛生。前一时期,风电铸件、机床铸件、汽车铸件皆有类似的情况,一些已投入大量开发成本、坚持使用优质原材料的生产企业因无利可图而只好放弃市场,而那些以低成本生产出“高端”铸件的企业不仅令国内外用户对高端铸件价格定位产生错判,而且其生产的“高端”铸件的质量也令用户对我国生产高端铸件的能力产生了怀疑。

实践表明,生产高端铸件不是一件容易的事,在观念上、在技术控制上、在严格管理上都要求企业有质的提升。

在观念上,最重要的是把质量放在第一位,要在保证质量的前提下降低成本。

生产高端铸件最重要的是责任与信誉。如有一次,常州华德出口德国的产品中有不合格品,追查时货已装船。他们立即决定生产一批100%合格产品,以高额的空运运至德国,保证了质量与信誉。-40℃的QT400-18AL轴箱,表面探伤检验率为10%,华德考虑到表面缺陷直接影响轴箱的安全性与稳定性,主动将检验率改为100%。在竞标中,常州华德也常遭遇低价竞争,但经过反复考虑,他们宁可牺牲利润,仍坚持用价高的高纯生铁与优质碳素废钢,以确保原材料采购质量保证体系的贯彻。冲天炉熔炼在冷风下要达到1500℃不是一件容易的事,烟台冰轮公司坚持用价格较高的高品位铸造焦炭确保了高温熔炼。江苏吉鑫为充分发挥球铁石墨化膨胀的作用,采用高质量的随形砂箱,钢板厚度达30~40mm,充分保证了铸型的刚性。这4个企业皆购置了价格不菲、品质优良的检测设备,以确保性能测试的可靠性。这些事实说明,确保质量所需的成本增加是必不可少的。

高端铸件对国民经济中各领域的高端机电产品是一个促进与保障,但生产高端铸件的企业如不把质量放在第一位,以劣充好,对企业的生存将是致命的,对国家与社会的负面作用则是恶劣的。

3、高端铸件的特性是性能上的高水平与质量上的高稳定性,二者缺一不可。

国内一些企业往往在研制时高度重视,其试制品水平较高,但一投产就松懈,质量波动不稳。笔者认为,所谓高端铸件,一定要具备两个特性:一是高质量、高性能的要求;二是铸件质量在生产中的高度稳定性。

1)高端铸件的高质量、高性能要求

因在寒冷地区的使用要求提出了低温韧性球墨铸铁的市场需求。根据地区不同,其设备与装置要在-20℃、或-40℃、或-50℃下安全运行,如风电件或高速列车轨道件,前者要求使用期20年以上,后者要求对安全隐患或失效零容忍。

常州华德生产的低温韧性球铁轨道铸件的质量要求参见表1。其高质量充分体现在它要确保高速列车的安全行驶与人身安全;它的高性能体现在达到400MPa抗拉强度、伸长率>18%的同时,-20℃、-40℃、-50℃以下的冲击吸收功都在12J以上;它的高水平体现在经过4000炉次生产的18742套转向架轴箱,没有一个不合格品。表2为常州华德生产低温韧性球铁铸件时工艺参数控制范围与实际统计值。

在生产高端铸件中自主创新并形成自己的知识产权是非常重要的。常州华德申报了用QT400-18AL(-40℃)制造CRH380转向架轴箱的专利,但他们并未止步于此,还向-60℃的QT400-18AL进行了冲击,获得了良好的结果。

表1 常州华德所生产的高端铸件的质量与性能要求

铸件名称

应用领域

质量要求

性能要求

CRH380轴箱1

应用于京沪线CRH380高速列车

对影响高速列车安全隐患或失效的轨道零件实行“零容忍”

抗拉强度>400MPa

屈服强度>240MPa

伸长率>18%

低温冲击吸收功

在-20℃、-40℃、-50℃下皆大于12J

CRH380轴箱2

应用于东北哈达线CRH380高速列车

机车变速箱

出口德国庞巴迪,用于俄罗斯高寒地带高速列车

注:CRH380轴箱1、CRH380轴箱2材质要求分别为QT400-18AL(-20℃)、QT400-

8AL(-40℃),机车变速箱材质要求为QT400-18AL(-50℃)。

表2 常州华德生产QT400-18AL(-40℃)高速列车转向架轴箱时的工艺参数

序号

控制项目

控制范围

实际统计值

1

原材料

采用高纯生铁

采用优质碳钢

回炉料按成分分类

回炉料全部抛丸清理

P、S、Mn、Ti(%)分别

<0.025、<0.025、<0.10、<0.03;

11种微量元素之和

<0.03%;

生铁的反球化指数K1<1;

生铁的珠光体指数Px<0.6。

2

铁液温度/℃

1500~1540

1500~1520

3

(%)

原铁液C

3.6~3.9

3.620~3.831

原铁液S

0.006~0.015

0.005~0.017

球化后Si

2.2~2.4

2.040~2.359

球化后Mn

<0.1

0.067~0.095

球化后P

<0.025

0.016~0.025

Mg残

0.03~0.05

0.031~0.049

Re残

<0.015

0.011~0.018

4

球化时间/S

60~90

100%达到

5

浇注温度/℃

1390~1420

1392~1418

6

浇注时间/S

270~300

278~308

7

力学性能

抗拉强度/MPa

>400

400.0-412.6

伸长率(%)

>18

20~24

-40℃冲击吸收功/J

>12

13.3~15.3

注:反球化指数:K1=4.4Ti+2.0As+2.3Sn+5.0Sb+290Pb+370Bi+16Al;

珠光体指数:PX=3.0Mn+2.6(Si-2.0)+7.75Cu+96Sn+3.57Pb+333Bi+20.1As+9.6Cr+7.7Sb

江苏吉鑫生产的大断面低温韧性风电球铁铸件的高质量、高性能充分表现在大断面铸件本体套样的性能上(见图11~14)。

 

铸峰国际

 

扫二维码用手机看

南京铸峰国际贸易有限公司

服务热线:  

400-889-7693
025-84676566

025-84676568

 

版权所有:南京铸峰国际贸易有限公司     苏ICP备11055078号-1    网站建设:中企动力  南京

新闻中心 NEWS_LIST

技术咨询 CONSULTATION

如果您有任何的疑问,请给我们 留言

联系我们 CONTACT

电话:400-889-7693
025-84676566 84676568
传真:025-84676565
025-83176568
邮箱:
sales1@china-zfa.com
地址:南京市 中央路19号 金峰大厦 1702室

版权所有:南京铸峰国际贸易有限公司     苏ICP备11055078号-1    网站建设:中企动力  南京