轿车发动机高质量铸态球铁曲轴的研究及产业化论文.pdfVIP

2010 中国铸造活动周论文集 轿车发动机高质量铸态球铁曲轴的研究及产业化 高广阔 （一汽铸造公司特种铸造厂，吉林长春 130011） 摘要：本文针对轿车发动机高质量和高性能铸态球墨铸铁曲轴的国产化问题，研究开发了壳型铸造曲轴工 艺，通过对曲轴的壳型铸造工艺、浇注系统、发热保温冒口、铁水过滤净化、炉料配制优化以及球化孕育 处理等工艺技术的研究开发，为大众汽车公司、南汽名爵、一汽奔腾、上海华普等开发生产了各种高质量 高性能曲轴，曲轴质量达到国际先进水平。 关键词：轿车发动机曲轴；壳型铸造；工艺研究开发 1 概述 汽车工业作为我国国民经济的支柱产业之一，在经济发展中占有举足轻重的地位，特别是近年来我国 轿车工业的迅猛发展，极大的带动和推进我国相关工业的兴起。目前，我国的轿车品牌和种类众多，而轿 车性能的优劣取决于其发动机性能的好坏，因此，开发研制发动机零部件、铸造优质铸件，这是轿车发展 的当务之急。 曲轴是汽车发动机上的关键零件之一，其性能的好坏直接影响汽车质量和寿命。曲轴在发动机中承担 最大负荷和全部功率，承受着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，也承受着高速旋转中长时间的磨损，因 此，要求曲轴材质具有较好的刚性和疲劳强度以及良好的耐磨性能。 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，中国一汽集团公司与德国大众公司、 德国奥迪公司合资建厂，成立一汽—大众公司，生产奥迪、迈腾、速腾、宝来、高尔夫和捷达等轿车，其 发动机所用曲轴的质量和性能要求非常高，抗拉强度σb ≥700Mpa，延伸率δ≥3%，硬度 HB240以上。表面 淬火硬度为 HRC55 以上，曲轴表面粗糙度为 Ra6.3—Ra3.2，曲轴尺寸精度为 CT6—CT7 级。另外，曲轴加 工后其表面质量要求非常高，不允许有任何用肉眼能看见的缺陷。这种高性能高质量的要求，普通砂型铸 造是无法满足的。因此，在一汽—大众公司建厂初期，该公司生产的奥迪、迈腾、速腾、宝来、高尔夫和 捷达等轿车的发动机所用的曲轴一直是从德国和英国进口的，这种关键产品依赖进口，不但高昂的价格制 约了轿车成本的降低，而且数月的洲际运输周期给生产带来诸多麻烦。因此，我们一汽铸造公司承担了发 动机曲轴的国产化项目，通过几年的研究攻关，我们研究开发了曲轴壳型铸造新工艺，用壳型铸造工艺生 产的曲轴，不但其材料性能、尺寸精度和表面质量完全达到和满足一汽-大众公司轿车发动机曲轴的技术 标准，而且曲轴的加工性能和优质品率都好于进口曲轴，到 2010 年上半年，我们一汽铸造公司用壳型铸 造工艺已累计生产铸态球墨铸铁曲轴 200 万余件，目前曲轴加工外废品率小于 0.20%,内部废品率小于 0.80%,综合废品率小于 1.0%,曲轴质量达到了国际先进水平。 - 1 - 2010 中国铸造活动周论文集 图1 曲轴铸件 2 壳型铸造工艺流程 壳型铸造是采用覆膜砂制成壳型（铸型），并采用中频感应电炉熔化，浇注成铸件的工艺方法，其主 要工艺流程见图 2。 材料入厂 配 料 熔 炼 材料检验 成分检验 制 壳 装 箱 浇 注 铁 丸 处 落 砂