改革之履——记钢达汽车运输公司扭亏改革的足迹

石钢公司钢达汽车运输分公司1998年之前连年亏损，1999年推向市场，自负盈亏。这里介绍了钢达公司领导带领职工扭亏为盈的做法及深化改革的经验。

改善阶梯轴等温正火硬度离散度的方法

通过试验总结出阶梯轴等温正火硬度离散度(即硬度均匀程度)的改善方法,为锻件机加工提供了良好的性能保证。

球头销辊式楔横轧球头成形规律研究

为了研究球头销辊式楔横轧球头的成形规律,利用Deform-3D有限元模拟和点追踪分析得到了球头金属流动和分配规律以及应力、应变曲线。结果表明,通过金属体积分配确定了球头在原始坯料的成形位置,得到了球头金属流动轨迹,其呈周期螺旋线式运动。球头轴向等效应力值先增大后减小最后趋于稳定。当金属在靠近球头成形时,应力值仍然会增加,而到最大值的时间也会延长。球头轴向等效应变值逐渐增大,直到轧制完成,等效应变值达到最大;靠近料头的金属应变速率激增,应变值增大。

工艺参数对楔横轧球头销球头成形质量的影响

为了研究球头销微观组织晶粒分布规律以及工艺参数对成形质量的影响,通过DEFORM-3D有限元分析软件建立了楔横轧球头销有限元模型,对球头销成形过程及微观组织变化进行了模拟。结果表明,随着展宽角β的增大,平均晶粒尺寸和最大间隙比先减小后增大,最大间隙比增大到9.25%后逐渐趋于稳定;随着成形角α和楔尖圆角r的增大,平均晶粒尺寸与最大间隙比均先减小后增大;随着轧制温度T的升高,平均晶粒尺寸和最大间隙比逐渐减小,而最大间隙比减小至2.33%后逐渐趋于稳定。通过正交试验设计得到主次影响顺序为:展宽角β、轧制温度T、成形角α和楔尖圆角r;最佳工艺参数组合为:展宽角β=11°、成形角α=29°、轧制温度T=1140℃、楔尖圆角r=9.5°。通过球头销轧制试验得到球头销轧件,测量了其成形尺寸与微观组织晶粒;通过试验与模拟对比,得到外形尺寸误差在5%以内,平均晶粒尺寸最大误差不超过15%,进一步验证了有限元模型的准确性。

工艺参数对楔横轧大断面多台阶轴拉细缩颈的影响

针对在大断面多台阶轴轧制过程中容易出现拉细缩颈的问题,以实际生产中的复杂大断面多台阶轴为研究对象,研究轧制工艺方案和轧件拉细缩颈缺陷。根据成形角α和展宽角β这两个工艺参数与金属流动速度的制约关系,采用有限元模拟和轧制实验相结合的方法,研究了两个工艺参数对轧件轧制应力和内部疏松程度的影响规律。通过寻找两个工艺参数对应的轧件轧制应力转折点和内部疏松转折点,最终界定了断面收缩率为81.22%时两个工艺参数的合理取值范围:成形角α为31°~32.4°、展宽角β为8.2°~9°。采用优化后的工艺参数进行轧制成形,缩短了模具设计周期。

楔横轧小断面收缩率新能源电机轴容易产生的缺陷及其解决措施

新能源电机轴具有断面收缩率小、杆部长、台阶集中等特点,楔横轧最适宜的断面收缩率是75%左右,断面收缩率太小,轧件轴向流动能力弱,难以排料且容易产生疏松、中空及椭圆等缺陷,只有增大成形角才能解决此问题,但成形角太大容易在表面一定范围内产生螺旋痕等表面缺陷。为解决这一问题,通过多次试验验证终于找到了解决该问题的方法。

楔横轧工艺常见缺陷及模具优化

楔横轧是一种轴类零件成形新技术,已经广泛用于汽车、工程机械、农机、电力金具、五金工具、电机及煤矿机械等领域。包括变速箱齿轮轴、发动机凸轮轴、转向球头销、油泵轴、五金工具制坯等,如图1所示,适合大批量的轴类件生产。

原材料、温度、导板对楔横轧产品质量的影响及工艺对策

20世纪60年代,前捷克斯洛伐克发明了楔横轧技术,并将该技术应用于轴类、五金工具的生产。1979年,北京科技大学胡正寰院士团队将楔横轧技术成功用于五金工具的生产,正式开启了工业化之路。经过40余年的发展,楔横轧工艺在轴类件精密成形,长杆类锻件制坯等方面取得了巨大的成功。

机械行业标准《齿轮轴毛坯楔横轧 技术条件》研制的必要性及技术概要

楔横轧技术在齿轮轴毛坯成形方面的应用不断扩大,然而到目前为止国内外还没有关于楔横轧齿轮轴毛坯的标准,给该类产品的设计、生产、交易,特别是出口贸易带来困难。目前已经报批的机械行业标准《齿轮轴毛坯楔横轧技术条件》从原材料选择,表面、内在质量要求,加工余量和公差选择,尺寸精度直至发货交付等方面进行了规范,为楔横轧生产和交易提供了理论依据,并填补了国内外齿轮轴楔横轧标准的空白。

国家标准《钢质楔横轧件工艺编制原则》研制的必要性及技术概要

楔横轧作为轴类零件成形的先进技术,已被广泛应用于汽车、拖拉机、工程机械和非行走机械等行业,并逐步被国外汽车界所接受。为了促进国内楔横轧行业规范发展,提升中国在国际上的话语权,参考相关专业的技术规范,结合国内楔横轧制造水平、技术能力、设备类型和生产现状,在大量理论研究和工程实际数据验证基础上,制定了钢质楔横轧件的工艺编制原则。该原则包括楔横轧的工艺流程、工艺参数确定(原材料性能参数、加热温度、加热时间、轧辊转速、热处理方式、表面质量参数)、设备选型、模具设计和质量控制等。最后将其在楔横轧件制造企业和楔横轧件使用企业进行了试点推广应用,收到较好的应用效果。

国内楔横轧技术现状与发展趋势

楔横轧是轴类零件成形的先进技术,具有高效、节材、洁净、低噪、近净成形等优点,已成为国际上竞相研发并积极采用的先进技术。介绍了国内楔横轧技术的发展现状,包括楔横轧技术推广应用情况、楔横轧关键技术研发进展,指出了我国楔横轧技术总体处于国际先进水平,某些方面处于国际领先地位。对于疏松、中空等突出的楔横轧工艺缺陷已得到有效控制,解决了一次楔成形最大断面收缩率不超过75%的难题,提高了轧齐曲线的设计精确度,解决了窄台阶内直角精确成形问题,表面螺旋痕得到改善或控制,提高了楔横轧产品精度及材料利用率。最后,指出了自动、快速换装模具,多楔同步轧制长轴,无人化、智能化等是楔横轧行业亟待解决的问题。

球头销裂纹分析

球头销是汽车的安保件,关系到驾乘人员的生命安全,如有缺陷,尤其是裂纹缺陷,将严重影响汽车的安全状态,进而影响人的生命安全,因此严格控制球头销出现裂纹显得愈加重要。我公司生产的40Cr材质球头销楔横轧件,毛坯图如图1所示,外委调质时发现批量裂纹,更换调质厂家仍有批量裂纹出现(图2),经过大量分析验证,找到了裂纹原因。

阶梯轴先进制造技术——楔横轧（下）

楔横轧工艺在我国的技术改进与发展应用 解决窄台阶内直角精确成形问题 在楔横轧工艺设计过程中．轧齐曲线设计是重点也是难点。轧齐曲线的精确程度决定着楔横轧零件的尺寸精度和质量等级，轧齐曲线设计不好．在成形内直角台阶时，将会出现螺旋状，如图9a所示。轧齐曲线的计算公式虽早已研究出来，因其复杂性和不准确性而未能充分发挥作用，一直靠实际生产时多次修理模具而得到精确成形。但是修理模具造成了调试时间长、难度大等问题，为了更好地解决这一问题．

楔横轧件疏松中空的影响因素及解决办法

心部疏松是楔横轧产品主要缺陷之一，严重时会形成孔洞，使工件强度降低，并最终导致零件失效。这也正是长期以来汽车、火车上的一些重要零件的生产制造不敢问津楔横轧工艺的主要原因，进而导致楔横轧工艺发展缓慢、不能迅速推广。为解决这一问题，我公司与北京科技大学产学研合作，经过大量的理论研究和实际生产，总结出楔横轧件疏松中空的影响因素和解决办法。使楔模轧件疏松中空得到有效控制，使这一高效、节材、环保、近净成形的新工艺取代了噪声大、污染严重、低效、费材的普通锻造工艺。

楔横轧多台阶轴轧齐曲线优化研究

轧齐曲线是控制楔横轧轴件台阶平整的重要因素,目前的轧齐曲线公式,应用复杂、准确性差,实际生产需要多次修模调整。以实际生产中多台阶轴为研究对象,对其工艺方案和轧件螺旋状斜面缺陷进行分析,研究了轧齐曲线对轧件不同位置直角台阶的影响规律。根据体积平衡原理,建立在轧齐曲线作用下的模具楔形体积与其对应的轧件台阶体积的平衡关系。根据制件台阶轴端体积变化规律,利用各参数和条件建立了一次函数形式的轧齐曲线方程,采用有限元模拟和轧制实验相结合的方式对轧齐曲线进行了验证,研究结果减少了台阶轧齐修复次数,提高了轧齐数据的准确性。

40Cr材质楔横轧件裂纹分析及解决措施

我公司40Cr材质的调质钢在楔横轧后发现了5~6根裂纹产品,与以往的齿轮钢楔横轧件因钢材或模具等原因产生的裂纹表现形式不同,该产品是安保件,其裂纹缺陷如果不解决,将会对车辆造成极大安全隐患。毛坯图见图1。

楔横轧制导板粘料影响因素分析探究

在楔横轧机上下两个轧辊中间左右位置各设一块导板,用以控制轧件,防止轧件歪斜,保证轧制过程的稳定,并可有效地控制产品的尺寸精度,有利于精密楔横轧工艺的实现,见图1。但在楔横轧制过程中,由于冷导板和热轧件接触产生摩擦力,经常会使轧件的表面材料被刮下粘到导板工作面上,这部分材料有的会掉落,重新粘到工件上,在抛丸时自工件脱落,形成表面坑,见图2.而.粘到导板.上的材料不掉落时,会在工件表面形成划痕,见图3,这两种情况,轻者影响表面外观,重者造成产品报废。

锻件毛坯淬火心部硬度不足的原因分析案例

在实际生产中．锻件厂家和其客户之间经常发生因无法判定供需双方责任，而产生各种质量纠纷的事件，锻件厂家认为自己供货各项指标均合格．而其客户在后续加工中出现某些质量问题却找不到原因。我公司也曾发生过类似的事件．图1是我公司为某客户生产的汽车变速箱齿轮轴毛坯．材质为20CrMnTiH，客户后续淬火时硬度达不到规范要求，遂对毛坯进行端淬试验．其检验结果低于规范要求，则认为这是导致淬火硬度不足的原因，要求退货。接到客户反馈后．我们对此展开了调查．最终找到了问题的真正原因。

锻件毛坯等温正火常见缺陷及解决办法

等温正火是近年来汽车齿轮用钢预先热处理的一种方法，在实际操作中常常出现一些热处理缺陷。给后续机加工和最终热处理带来不良影响。本文通过大量实践，总结了锻件毛坯等温正火中常见缺陷及解决办法。

阶梯轴等温正火工艺探讨（上）

等温正火早已成为汽车及其他机械用齿轮钢预先热处理的优选工艺．它较普通正火的优点在于组织和硬度更加均匀，但由于阶梯轴各台阶粗细不同，降温速度各异．导致各台阶在等温正火时仍然存在硬度及组织差异．尤其是直径差异较大时．硬度和组织差异更加明显．致使无法完全保证所有台阶硬度和组织均满足客户要求，如何解决粗细台阶硬度及金相组织的均匀性，是阶梯轴等温正火的难点。本文通过大量的生产实践．总结出等温正火的最佳工艺。