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天润股份QT900-5曲轴 引发汽车发动机“心脏革命”

中国机械工业联合会机经网  发布时间:2017-12-28 13:39:57  来源:中国工业报


在2017年中国国际铸造博览会上,天润曲轴股份有限公司(以下简称“天润股份”)的曲轴展品吸引了众多参观者的目光。在球墨铸铁曲轴的研制中,天润股份率先采用QT900-5材料,坚持自主创新,攻克的核心技术填补了国内外多项空白,成为我国曲轴行业的领军者,并持续为潍柴、锡柴、康明斯、卡特彼勒、康明斯、戴姆勒等国内外著名发动机厂配套。

  “真是没想到,北汽、上汽、菲亚特这些大企业的发动机都搭载过天润的产品,太厉害了。”

  “快看,这款是为戴姆勒奔驰发动机生产的曲轴。”

  在2017年中国国际铸造博览会上,天润曲轴股份有限公司(以下简称“天润股份”)的曲轴展品吸引了众多参观者的目光。在球墨铸铁曲轴的研制中,天润股份率先采用QT900-5材料,坚持自主创新,攻克的核心技术填补了国内外多项空白,成为我国曲轴行业的领军者,并持续为潍柴、锡柴、康明斯、卡特彼勒、康明斯、戴姆勒等国内外著名发动机厂配套。

  QT900-5曲轴具有力学性能优异、生产成本低、质量相对较轻等诸多优点,它的研发及应用属于国内外首创,为大功率高速增压发动机提供了一种高性价比的选择,必将引发一场汽车发动机领域的“心脏革命”。

  志存高远谋先行

  如果把发动机比喻为汽车“心脏”的话,曲轴则是汽车“心脏中的心脏”。作为发动机中承受冲击载荷、传递动力的重要零件,曲轴在工作中要承受交变载荷所引起的弯曲和剪切应力,对疲劳、耐磨和强度等性能指标都有非常高的要求。

  目前,车用发动机曲轴材质有球墨铸铁和锻钢两种。球墨铸铁的切削性能良好,易获得较理想的结构形状,可以进行各种热处理和表面强化处理来提高曲轴的抗疲劳强度、硬度和耐磨性。早期内燃机功率密度低,爆发压力几乎全部在12MPa以下,曲轴承受的载荷较小,使得球墨铸铁曲轴因性能好、成本低得到广泛应用。近十多年来,内燃机功率密度不断提高,爆发压力基本在14~20MPa,使曲轴承受的载荷增加了45%以上,普通球墨铸铁曲轴由于性能不再能够满足使用要求而逐渐被锻钢代替,这对以球墨铸铁起家的天润股份造成了很大的经营压力。但与此同时,天润股份也清醒地认识到,球墨铸铁具有诸多优势,在发动机上的广泛应用对节能减排及汽车轻量化等具有重要意义。于是,天润股份在研制高性能球墨铸铁之路上,无怨无悔地求索了十多年。

  集智攻关不畏难

  奋斗之路从来不会平坦,但追梦的人不会因此迟疑退缩。天润股份这个具有60年发展史的传统铸造企业,始终把“肩负中国民族工业走向世界的时代重任”作为自己的企业使命,球墨铸铁材料的研发及其在大功率高速增压发动机曲轴上应用的实践探索,是一场向未知领域的全新挑战。在艰难的攻关道路上,天润股份的步伐从未停歇,方向始终坚定。

  天润股份科研团队上世纪90年代便开始踏上了漫长、曲折、艰苦的技术攻关之路。面对前所未有的新技术、国内鲜有的新材料、无从借鉴的新工艺,攻关伊始,研发团队就发现,实际难度比预想要大得多。经历了研究、试验、失败,又再研究、再试验、再次失败……循环往复,持续了十多年。在试验失败了上百次之后,收获终于到来,天润股份的QT900-5材质性能高于同类国际最高水平的球墨铸铁。“艰难困苦,玉汝于成”,天润股份的这份坚守终于让民族工业再次闪耀在世界舞台上。

  天润股份使用社会上广泛存在的废杂钢熔炼高品质铸铁,研发出的QT900-5球墨铸铁本体抗拉强度≥900MPa,伸长率≥5%,与传统同类最高强度球墨铸铁相比,其塑性指标提高150%、韧性提高约70%,疲劳极限提高约28%。以此材质,天润股份为潍柴研发了斯太尔系列球墨铸铁曲轴,与原设计的45#钢及42CrMo氮化锻钢曲轴相比,其疲劳强度分别提高约38%和14%。与传统球墨铸铁生产相比,生产QT900-5既节省了大量钢材,也节省了产品加工费用,所以能节约成本30%以上;同时,QT900-5曲轴无需淬火或氮化处理,避免了废水和废气排放。

  天润股份目前已形成4万吨/年QT900-5曲轴的生产能力,近三年实现销售收入10.16亿元,利润1.52亿元。在行业内,天润股份则首次实现了大功率高速增压发动机曲轴以铁代钢,主机厂采购价格降低约30%,降低成本4000多万元/年,年节约钢材2万多吨、节约用电40多万度。除此之外,天润股份自主研发的“以锡代钼高强韧性球墨铸铁曲轴制造系统工程开发与应用”项目获中国机械工业科学技术进步奖一等奖,“节能环保型球铁曲轴制造技术开发与应用”项目获山东省科学技术发明奖一等奖,《微锡高强韧性球墨铸铁关键技术及动力机械核心部件产业化》荣获国家科技进步奖二等奖。

  强大的技术研发创新能力,不仅为公司在行业中赢得了绝对话语权,也获得了国内外名企的青睐,实现了配套高端市场的目标。

  创新驱动再出发

  创新是企业永恒的动力。天润股份并没有满足于阶段性成果的取得,而是加大技术研发的投入,继续保持技术优势。

  近年来,天润股份组建了具有国际先进水平的多条曲轴和连杆的锻造、铸造、热处理生产线,形成了年产100多种型号180多万支优质锻钢曲轴和球墨铸铁曲轴、280万支连杆约10万吨铸件、12万吨锻件的能力;成立了全国同行业首家“曲轴工程技术研究中心”和“国家级技术中心”,创建了“博士后科研工作站”和“院士工作站”;建成了国内一流的理化实验室,配备了近百台(套)最先进的精密检测设备;先后与山东大学、哈尔滨工业大学、大连理工大学等高等院校建立了长期合作关系,奠定了天润股份“产、学、研”相结合的发展之路。天润股份先后还承担并完成国家863/CMS计划、国家重点新产品、国家火炬计划及山东省科技计划等省级以上科研项目30余项,获省部级以上科学技术奖9项、国家专利100多项,先后通过了ISO9002、QS9000、TS16949国际质量体系认证、ISO14001环境管理体系认证、CRCC铁路产品认证及世界九大船级社认证。

  通过持续不断的技术创新和大规模的工艺装备引进,天润股份现拥有由美国、意大利、英国、德国等发达国家引进的一大批高精尖加工设备;通过加快推行自动化、数字化改造,天润股份完全实现了全自动化生产。

  天润股份坚持走产学研相结合的发展之路,注重提升研发能力和创新能力,将科技创新作为企业长足发展的不竭动力,不断加大核心技术的研发,成功打破了国外技术垄断,用过硬的质量和拳头产品在激烈的市场竞争中赢得了主动权。如今,天润股份已经形成了拥有自主知识产权并能独立进行设计、开发、试制的完整产业体系,成为我国曲轴行业的龙头企业。天润股份拥有完善的营销网络体系,国内设立200多家区域重点代理与专卖商,产品覆盖全国31个省市区,主导产品市场占有率达40%以上。同时,产品随主机远销20多个国家和地区,主机装机率达60%;部分系列型号的产品以及铸件产品,直接出口美国、英国、意大利、韩国、土耳其等国家,让先进的“中国制造”走出了国门,走向了世界,并在国际市场上炫亮出天润股份的“名牌”曲轴产品。 (编审:娅楠)

做好产业规划  推动产业升级
责任编辑:机经网编辑部 feng
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