1 國(guó)外殼型鑄造應(yīng)用情況

目前，在歐盟、美國(guó)和日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，殼型鑄造生產(chǎn)工藝應(yīng)用十分普遍，例如德國(guó)的哈爾波格鑄造公司（Halberg Guss）用殼型鑄造工藝年生產(chǎn)曲軸150萬根；英國(guó)的達(dá)卡斯鑄造公司（Darcast Components LTD）用殼型鑄造工藝年生產(chǎn)曲軸約200萬根；巴西的迪森克魯波鑄造公司（Thyssen Krupp Automotive Company）用殼型鑄造工藝年生產(chǎn)曲軸約150萬根。殼型鑄造工藝最早應(yīng)用于20世紀(jì)70年代，歐美國(guó)家應(yīng)用殼型鑄造工藝生產(chǎn)曲軸、凸輪軸等軸類鑄件。在歐洲，70%-80%的轎車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸用殼型鑄造工藝生產(chǎn)。國(guó)外生產(chǎn)的曲，軸應(yīng)用范圍見表1。

表1

國(guó)際上一些著名汽車廠家采用殼型球鐵曲軸的有德國(guó)的奧迪公司 （A u d i）、大眾公司（Volkswagen）、寶馬公司（BMW），美國(guó)的通用公司（GM），日本豐.田公司（Toyota），法國(guó)雷諾公司（RenauIt），意大利菲亞特公司（FiaI）和韓國(guó)現(xiàn)代公司（Hgundai0）等。

2 建殼型鑄造生產(chǎn)線的目的

曲軸是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的關(guān)鍵部件，其性能的好壞直接影響汽車質(zhì)量和壽命。在發(fā)動(dòng)機(jī)中曲軸承擔(dān)最大負(fù)荷和全部功率，承受著強(qiáng)大的方向不斷變化的彎矩和扭矩，也經(jīng)受著高速運(yùn)轉(zhuǎn)中長(zhǎng)時(shí)間的磨損，因此要求曲軸材質(zhì)具有較高的剛性、疲勞強(qiáng)度及良好的耐磨性能。

在“九五”期間，為了縮短我國(guó)汽車工業(yè)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，中國(guó)第一汽車集團(tuán)公司與德國(guó)大眾公司、奧迪公司合資建廠，生產(chǎn)奧迪、寶來、高爾夫和捷達(dá)轎車，其發(fā)動(dòng)機(jī)所用曲軸的質(zhì)量和性能要求非常高，抗拉強(qiáng)度Rm≥700N/mm-2，伸長(zhǎng)率A≥3%，硬度250HBS以上。淬火硬度為55HRC以上，曲軸表面粗糙度為Ra6.3μm～Ra3.2μm，曲軸尺寸精度為CT6～CT5級(jí)。另外，曲軸加工后其表面質(zhì)量要求很高，不允許有任何肉眼所見缺陷。這種高性能、高質(zhì)量的要求，普通砂型鑄造無法滿足。長(zhǎng)期以來，生產(chǎn)奧迪、捷達(dá)、寶來、高爾夫轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)所用的曲軸一直是從德國(guó)進(jìn)口。這種關(guān)鍵產(chǎn)品依賴于進(jìn)口，其高昂的價(jià)格制約了轎車成本，而且數(shù)月的運(yùn)輸周期給生產(chǎn)帶來麻煩。因此，開發(fā)試制滿足轎車發(fā)動(dòng)機(jī)要求的國(guó)產(chǎn)曲軸毛坯，對(duì)一汽集團(tuán)公司及我國(guó)整個(gè)汽車工業(yè)的發(fā)展都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過調(diào)研，我們了解到只有殼型鑄造工藝才能保證和滿足曲軸質(zhì)量要求。

3 殼型鑄造生產(chǎn)線的設(shè)備組成

殼型鑄造工藝與砂型鑄造工藝不同點(diǎn)是采用覆膜砂制殼，兩片殼型粘接一起形成鑄型，粘接好的殼型（鑄型）立放在砂箱里，1個(gè)砂箱裝3-5個(gè)殼型，殼型周圍填鐵丸，所以殼型鑄造工藝是立澆鑄造工藝。殼型鑄造的主要設(shè)備有殼型機(jī)、粘接機(jī)、熔化爐、澆注機(jī)械線、拋丸機(jī)、切割機(jī)和砂輪機(jī)等。

我廠所用的殼型機(jī)有兩種，一種為四工位轉(zhuǎn)臺(tái)式殼型機(jī)，另一種是翻板式殼型機(jī)。四工位轉(zhuǎn)臺(tái)式殼型機(jī)采用濕態(tài)覆膜砂生產(chǎn)殼型；翻板式殼型機(jī)采用干態(tài)覆膜砂生產(chǎn)殼型。兩種殼型機(jī)都是采用天然氣加熱。

鐵水熔化采用2t中頻感應(yīng)電爐。

澆注機(jī)械線包括：冷卻輥道、殼型運(yùn)輸帶、取殼機(jī)械手裝箱機(jī)、填鐵丸機(jī)、輕箱搬運(yùn)機(jī)、重箱搬運(yùn)機(jī)、震動(dòng)運(yùn)送槽機(jī)、澆注運(yùn)輸輥道、輸送皮帶、翻箱機(jī)、落砂機(jī)、粗細(xì)篩砂機(jī)、五管冷卻器、斗式提升機(jī)、震動(dòng)管式輸送機(jī)、0.5t球化包、澆包。

拋丸機(jī)采用掛式封閉循環(huán)拋丸機(jī)。

4 殼型鑄造生產(chǎn)線特點(diǎn)

·我廠殼型鑄造線工藝機(jī)械化程度高，能實(shí)現(xiàn)大批量流水生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，現(xiàn)曲軸年生產(chǎn)能力為100萬根。

·工藝緊湊，工序少（主要工序?yàn)橹茪?、熔化澆注和鑄件清理），生產(chǎn)節(jié)拍快，生產(chǎn)周期短（生產(chǎn)周期為24h）。

·生產(chǎn)出來的曲軸表面質(zhì)量好，表面粗糙度能達(dá)到Ra6.3μm，尺寸精度高.曲軸尺寸精度能達(dá)到CT6一CT5級(jí)，力學(xué)性能穩(wěn)定，能生產(chǎn)球鐵QT600-5、QT700-3和QT800-3曲軸。

·四工位轉(zhuǎn)臺(tái)式殼型機(jī)，采用天然氣三次加熱烘烤殼型的制殼工藝，保證了殼型質(zhì)量的穩(wěn)定。生產(chǎn)殼型效率高，2臺(tái)殼型機(jī)單班生產(chǎn)殼型500個(gè)，曲軸1000件。自行設(shè)計(jì)制造的大型翻板式殼型機(jī)能生產(chǎn)50kg曲軸（曲軸長(zhǎng)度為750mm），2臺(tái)殼型機(jī)單班生產(chǎn)殼型300個(gè)，曲軸600件。

·殼型自動(dòng)裝箱、自動(dòng)填鐵丸并震實(shí)，不但實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且保證，曲軸質(zhì)量和性能。

·殼型立放在砂箱中，四周填滿鐵丸，提高曲軸的冷卻速度，有利于提高曲軸力學(xué)性能和改善曲軸的金相組織。

·采用2t中頻感應(yīng)電爐熔煉鐵水，提高鐵水質(zhì)量；采用廢鋼加增碳劑以及Cu、Mn、Cr、Ni、Sn等合金元素合理搭配，提高曲軸的力學(xué)性能。

·采用掛式封閉循環(huán)拋丸機(jī)，生產(chǎn)效率高，避免曲軸磕碰，曲軸表面質(zhì)量好。

·殼型鑄造與砂型鑄造比較，勞動(dòng)作業(yè)環(huán)境要好。

5 投產(chǎn)后的經(jīng)濟(jì)效益

截至到2007年3月，生產(chǎn)了捷達(dá)、寶來和高爾夫等轎車的1.6L發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸70多萬根，平均每根曲軸130元，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益9100萬元。小紅旗轎車1.8L和2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，近幾年我廠為其提供上萬件。為上海華普和吉利汽車集團(tuán)公司批量提供曲軸，用戶一直反映質(zhì)量很好。

目前，正在開發(fā)試制和批量投產(chǎn)的曲軸有長(zhǎng)城曲軸（QT8O0-3）、南汽曲軸（QT650-3）、哈東安曲軸（QT700-3）、HS曲軸（QT800—3）和498（QT800-3）曲軸等。

總之，用殼型鑄造新工藝生產(chǎn)曲軸，可為我國(guó)轎車發(fā)動(dòng)機(jī)提供優(yōu)質(zhì)的曲軸，為轎車國(guó)產(chǎn)化做出貢獻(xiàn)。

（轉(zhuǎn)載）