“双飞燕”作为中国汽车的驰名商标,不仅以质量过硬家喻户晓,还给人以身轻似燕的美好联想。在节能降耗的大背景下,在客户希望卡车多拉快跑的需求面前,卡车轻量化是行业未来的发展趋势。2016年开始,东风商用车着力推进产品升级,整个制造领域展开轻量化攻关,其中在铸件轻量化方面,由东风商用车铸造二厂与东风商用车技术中心联手开发的高强高韧铸件,使东风天龙成功瘦身100公斤,同时以铁代钢铸件在东风天龙旗舰上使用后,实现整车减重25%。铸件轻量化不仅为东风商用车插上了腾飞的翅膀,也代表了行业转型升级的发展方向。

  一对冤家的平衡术

  东风商用车铸造二厂技术大楼有一个非常隐秘的角落,与居民小区只有一墙之隔。这里就是铸造二厂的材料实验室,工厂所有的新材质试验都在这里进行。材料实验员郑小芹是一个白净文弱的姑娘。记者进到实验室里来,她完全没有察觉,只是全神贯注地看着试验设备和电脑显示屏,不停地在本子上记录着数据。

  正在此时,听见“砰”地一声响,记者一声惊呼,郑小芹抬起头来,莞尔一笑,说:“吓着你了吧?没有准备是有点吓人,一开始我也是这样,习惯就好了。现在试验中的拉伸力量越来越大,铸件断裂的声音也更大了。”郑小芹神态自若地把设备上的试块夹下来,又换上了新的试块。

  铸造二厂首席师高峰把记者带到拉力试验机旁,向记者介绍道:“这就是我们的拉力试验机,用它测试铸件的强度和延伸率。球墨铸铁件的牌号由两组数字组成,前面的数字代表铸件的抗拉强度,后面的数字就是铸件的延伸率。比如我们常说的QT550-6,就是抗拉强度在550兆帕以上,试样拉长的长度超过6%。所谓高强高韧就是这两个数字都要高,只有这样才能在保证承载能力的情况下减少壁厚,实现轻量化。我们就是要通过不断的试验获得高强高韧的铸件。”

  铸件的强度和延伸率其实是一对生死冤家。这就好像玻璃和橡皮筋,玻璃虽硬但是一碰就碎,橡皮筋韧性十足但不堪重负。而卡车铸件则必须经拉又经拽,经蹬又经踹,既有强度又有韧性。

  平时爱皱眉头的铸造二厂技术科科长周天飞说:“人们常说鱼和熊掌不可兼得,但我们就是要兼得。不这样,铸造的饭碗保不住!”说完,他又狠狠地掐了掐眉心。

  其实,真正焦头烂额的还是王顺序,因为他是技术科材料组组长,是材质改善的操刀者。他说:“从事材料试验最难受的是摸索阶段,就好像在黑暗的囚室里,你会处处碰壁,而一旦找到方向,你会发现成功就如同捅破一层窗户纸。”王顺序告诉记者,以前在试验中他们添加碳硅锰等常规元素,现在则采用多种贵重金属元素,操作方法也有变化,因此铁水熔化的控制难度很大,既要兼顾材质还要考虑成本。“以前好像在草原上骑马,现在如同在钢丝上跳舞。热加工不像冷加工,过程很难观察,有时候真不知道哪个环节出了问题。”

  王顺序说去年做桥壳试验,做了很多次,每次三根桥壳,总有一根不合格,怎么也找不到是哪出了问题。后来经过全方位测试才发现,是关键部位质量控制标准需要在原有基础上再提高。经过不断地摸索,王顺序他们攻克了很多难关,终于成功开发出轻量化铸件,高强高韧性经受住了百万次疲劳试验的验证。

  以技术撬动市场

  谁动了我们的奶酪?前几年铸造二厂一直在反思这个问题。

  铸造二厂市场部经理申保卫介绍,过去铸造二厂生产的铸件论轻量化比不过铝,论强度和韧性比不过钢,论成本竞争不过民营企业。但是,铸件也有自身成本低、吸震性好和一次成型的独特优势。铸造二厂拥有40多年的铸造经验,如何以技术优势夺回市场份额成为了铸造二厂经营团队思考的问题,经过探讨和思索,他们认为以铁代钢,生产高端轻量化铸件,既是工厂走出困境的必由之路,也符合东风商用车轻量化的战略要求。

  要实现铸件轻量化,需要从两个方面入手,一方面是产品结构优化,另一方面是研发高强高韧材料。2016年5月,东风商用车技术中心牵头开展以铁代钢改善,目标是实现整车降本减重,这对东风商用车公司和铸造二厂来说是一个双赢的改善项目。一年多来,共完成了60多个零件的试生产,批量生产的第一横梁大铸件,重量减轻了将近10%,成本下降了30%。由铸造二厂和东风设备制造有限公司共同开发的高强高韧TF980平衡轴支架,重量减轻了20%。

  铸造二厂的轻量化尝试还涉及到更多方面,比如,汽车鞍座的以铁代钢,把抗拉强度由420兆帕提高到550兆帕,就可以减小截面,通过材料提升进行结构优化,将多个零件集合成一个零件,实现重量减轻15%。再比如,用蠕铁制动鼓代替灰铁制动鼓,三包赔偿可以从45%降低到10%。

  目前,铸造二厂已经可以生产QT800-5铸态高强高韧材质,等温淬火球铁大量生产的QTD1050-6已经能够满足汽车铸件的各项要求。技术优势也带来了成本优势,通过以铁代钢,成本降低了10%-30%左右。以技术撬动市场,铸造二厂新增市场需求24000吨,工厂产品结构得以优化,生产由等米下锅到供不应求。


2017年10月23日

压铸铸造应该注意的问题及解决方案
浙江省台州市年产3000吨铝熔炼铸件的技术改造项目

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