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一汽发动机曲轴壳型铸造生产线

来源:未知 佚名 2018-08-10 浏览
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  1 国外壳型铸造应用情况

  壳型铸造工艺最早应用于20世纪70年代,欧美国家应用壳型铸造工艺生产曲轴、凸轮轴等轴类铸件。目前,在欧盟、美国和日本等工业发达国家,壳型铸造生产工艺应用十分普遍,例如德国的哈尔波格铸造公司(Halberg Guss)用壳型铸造工艺年生产曲轴150万根;英国的达卡斯铸造公司(Darcast Components LTD)用壳型铸造工艺年生产曲轴约200万根;巴西的迪森克鲁波铸造公司(Thyssen Krupp Automotive Company)用壳型铸造工艺年生产曲轴约150万根。在欧洲,70%-80%的轿车发动机曲轴用壳型铸造工艺生产。国外生产的曲,轴应用范围见表1。

  表1

  

 

  国际上一些著名汽车厂家采用壳型球铁曲轴的有德国的奥迪公司 (A u d i)、大众公司(Volkswagen)、宝马公司(BMW),美国的通用公司(GM),日本丰.田公司(Toyota),法国雷诺公司(RenauIt),意大利菲亚特公司(FiaI)和韩国现代公司(Hgundai0)等。

  2 建壳型铸造生产线的目的

  曲轴是汽车发动机上的关键部件,其性能的好坏直接影响汽车质量和寿命。在发动机中曲轴承担最大负荷和全部功率,承受着强大的方向不断变化的弯矩和扭矩,也经受着高速运转中长时间的磨损,因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度及良好的耐磨性能。

  在“九五”期间,为了缩短我国汽车工业与世界发达国家的差距,中国第一汽车集团公司与德国大众公司、奥迪公司合资建厂,生产奥迪、宝来、高尔夫和捷达轿车,其发动机所用曲轴的质量和性能要求非常高,抗拉强度Rm≥700N/mm-2,伸长率A≥3%,硬度250HBS以上。淬火硬度为55HRC以上,曲轴表面粗糙度为Ra6.3μm~Ra3.2μm,曲轴尺寸精度为CT6~CT5级。另外,曲轴加工后其表面质量要求很高,不允许有任何肉眼所见缺陷。这种高性能、高质量的要求,普通砂型铸造无法满足。长期以来,生产奥迪、捷达、宝来、高尔夫轿车的发动机所用的曲轴一直是从德国进口。这种关键产品依赖于进口,其高昂的价格制约了轿车成本,而且数月的运输周期给生产带来麻烦。因此,开发试制满足轿车发动机要求的国产曲轴毛坯,对一汽集团公司及我国整个汽车工业的发展都具有重要的现实意义。通过调研,我们了解到只有壳型铸造工艺才能保证和满足曲轴质量要求。

  3 壳型铸造生产线的设备组成

  壳型铸造工艺与砂型铸造工艺不同点是采用覆膜砂制壳,两片壳型粘接一起形成铸型,粘接好的壳型(铸型)立放在砂箱里,1个砂箱装3-5个壳型,壳型周围填铁丸,所以壳型铸造工艺是立浇铸造工艺。壳型铸造的主要设备有壳型机、粘接机、熔化炉、浇注机械线、抛丸机、切割机和砂轮机等。

  我厂所用的壳型机有两种,一种为四工位转台式壳型机,另一种是翻板式壳型机。四工位转台式壳型机采用湿态覆膜砂生产壳型;翻板式壳型机采用干态覆膜砂生产壳型。两种壳型机都是采用天然气加热。

  铁水熔化采用2t中频感应电炉。

  浇注机械线包括:冷却辊道、壳型运输带、取壳机械手装箱机、填铁丸机、轻箱搬运机、重箱搬运机、震动运送槽机、浇注运输辊道、输送皮带、翻箱机、落砂机、粗细筛砂机、五管冷却器、斗式提升机、震动管式输送机、0.5t球化包、浇包。

  抛丸机采用挂式封闭循环抛丸机。

  4 壳型铸造生产线特点

  · 我厂壳型铸造线工艺机械化程度高,能实现大批量流水生产,生产效率高,现曲轴年生产能力为100万根。

  · 工艺紧凑,工序少(主要工序为制壳、熔化浇注和铸件清理),生产节拍快,生产周期短(生产周期为24h)。

  ·生产出来的曲轴表面质量好,表面粗糙度能达到Ra6.3μm,尺寸精度高.曲轴尺寸精度能达到CT6一CT5级,力学性能稳定,能生产球铁QT600-5、QT700-3和QT800-3曲轴。

  · 四工位转台式壳型机,采用天然气三次加热烘烤壳型的制壳工艺,保证了壳型质量的稳定。生产壳型效率高,2台壳型机单班生产壳型500个,曲轴1000件。自行设计制造的大型翻板式壳型机能生产50kg曲轴(曲轴长度为750mm),2台壳型机单班生产壳型300个,曲轴600件。

  ·壳型自动装箱、自动填铁丸并震实,不但实现自动化,减轻工人的劳动强度,而且保证,曲轴质量和性能。

  ·壳型立放在砂箱中,四周填满铁丸,提高曲轴的冷却速度,有利于提高曲轴力学性能和改善曲轴的金相组织。

  ·采用2t中频感应电炉熔炼铁水,提高铁水质量;采用废钢加增碳剂以及Cu、Mn、Cr、Ni、Sn等合金元素合理搭配,提高曲轴的力学性能。

  ·采用挂式封闭循环抛丸机,生产效率高,避免曲轴磕碰,曲轴表面质量好。

  ·壳型铸造与砂型铸造比较,劳动作业环境要好。

  5 投产后的经济效益

  截至到2007年3月,生产了捷达、宝来和高尔夫等轿车的1.6L发动机曲轴70多万根,平均每根曲轴130元,实现经济效益9100万元。小红旗轿车1.8L和2.5L发动机曲轴,近几年我厂为其提供上万件。为上海华普和吉利汽车集团公司批量提供曲轴,用户一直反映质量很好。

  目前,正在开发试制和批量投产的曲轴有长城曲轴(QT8O0-3)、南汽曲轴(QT650-3)、哈东安曲轴(QT700-3)、HS曲轴(QT800—3)和498(QT800-3)曲轴等。

  总之,用壳型铸造新工艺生产曲轴,可为我国轿车发动机提供优质的曲轴,为轿车国产化做出贡献。

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