曲轴的制造,关键在毛坯.pdf

2008’中国船舶工业行业协会铸锻分会论文集 河南·洛阳2008．11 曲轴的制造，关键在毛坯 李基棠 (上海荣桑船舶工程有限公司) 摘要：要建成造船大国和造船强国，造机一定要跟上，必须迅速提高国产船用柴油机主机的装船率。彻底改变“船等 机，机等轴”的现象，首先要抓好曲轴的毛坯生产，这是当前提升船舶产业任务的紧迫的需要。 关键词：高温合金；微观组织；模拟 低速柴油机由于马力大，经济性好，所以广泛运用于大型远洋货船上，但其关键零部件，尚未形成生产能 力和生产规模，不少零部件依靠进口，曲轴是柴油机上最主要的零部件之一，是柴油机运动件的躯干，承动力 负荷大，尺寸精度和形位公差要求高，制造工艺过程复杂，生产周期长，价格贵，长期以来我国没有大型曲轴 生产企业，一直依赖进口，进口曲轴价格和交货期，直接牵制了柴油机的成本和交货期。2002年开始，有了我 以试制出了大型船用曲轴。 大型船用曲轴的锻件毛坯，科技部已列入“十一五”国家科技支撑计划。 第一重型机械集团公司已制造出世界上吨位最大的，技术最先进的一万五千吨重型自由锻造水压机，这 是我国继俄罗斯之后和罗马尼亚后世界上第三台一万五千吨水压机。 本文作者系上海市造船工程学会船舶材料专业委员会委员。上海市船舶工业行业协会铸锻专业委员会 会长，该公司顾问、研究员。1932年出生，男，汉，上海人。 上海重型机械有限公司，今年也可投产的，由数控操作机和计算机控制的一万六千五百吨自由锻造压 机。 还有不少民营企业。正在积极研制万吨级全纤维整体弯曲镦锻曲轴专用立式液压机．弯曲和镦锻成90 度水平布置。 因此大型曲轴锻件毛坯生产设备的条件和工艺技术，对保证船舶工业的发展需要，已具备了一定条件的 基础。 造机能力要跟上造船能力的整长速度，“船等机，机等轴”的现象，要得到彻底解决，必须首先要抓好曲轴 的毛坯生产。 曲轴毛坯生产的工艺，除了采用锻造外，还可以采用铸造，铸造曲轴的特点。不需要大型的锻压设备，在 生产上比较经济，成型性好，缺点是铸造缺陷容易产生，其影响因素既多又复杂。在生产过程中。要严格采取 种种措施，控制住针孔、夹渣和疏松等缺陷的产生，更不能发生在机械加工表面和曲柄销过度圆角处．同时要 控制住这些缺陷的大小，不要超过一定尺寸，只有这样才能保证曲轴毛坯满足使用要求，铸钢曲轴在生产过 程中，必须面对每道工序，严格的控制，以确保曲轴的质量，其产品质量主要取决于钢水特性。控制好原材料， 并在适当温度下，采用碱性电炉进行熔炼，为了减少杂质和含气量，一般要将钢水溶化后，先经过精炼。再经 过有效的真空脱气处理。为了减少铸钢曲轴的内部缺陷，合理放置浇冒口和冷铁。重要的是促进其定向顺序 凝固，还必须减少曲轴凝固过程中产生的残余压力。 铸钢曲拐生产的工艺，一般有以下三种： 1 平铸法 向曲柄肖供应钢水，但对曲臂有可能浇不满，要将曲柄肖上的冒口放倾斜些，另在曲臂上也放置冒口。 2 竖铸法 129 李基棠曲轴的制造，关键在毛坯 对曲拐整体供应钢水是比较合理。但随着曲拐尺寸的增大，使铸型操作比较麻烦，但质量比较稳定。 3模铸法 将冒121放置在曲柄肖上方和主轴颈红套孔的上方，各放一个冒口，此法与前两法比较，铸造应力较小些， 而且对曲拐整体供应钢水更合理些，但因冒121的关系，在冒口下边加工面上有容易出现微小缺陷的可能，在 曲拐重要圆角部位，可放置冷铁，冒121加上冷铁的工艺，可保证这部分材质良好。 目前世界上生产曲轴最多的是13本国，已60％以上采用了铸钢曲轴，最近日本国土交通省海事局船用 工业课，曾发表了《船用主机制造业的现状及课题》的调查报告中，建议船用柴油机生产厂应积极研究采用铸 钢曲轴的实际可行性。加大锻钢曲轴向铸钢化发展的力度，由锻钢曲轴向铸钢曲轴转变。 34／82船用大功率柴油机时，曾经用铸钢曲轴制造100多根，取得和积累了一定的生产技术经验。 根据船舶工业中长期发展规划中提到，到2010年造船能力达2800万吨，按照通常的船机配比，约需柴 曲拐3000个，曲拐锻件毛坯