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一汽发动机曲轴壳型铸造生产线

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，铸铁件曲轴表面粗糙度为Ra6.3μm～Ra3.2μ票据印刷m，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QT、QT和QT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。自行设适当的加热处理也可避免在加工进程中出现“烧”的现象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台壳别克配件型机单班生产壳型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，四周填满铁丸会产生梗塞阀孔、划伤活塞表面等非常严重的后果，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，提高曲轴的力未来学性能。

·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多瓷片电容万根，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（QT8O）、南汽曲轴（QT）、哈东安曲轴（QT）、HS曲轴（QT800—3）和498（QT）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。 (end)