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行业资讯

船舶内燃机大型曲轴感应淬火技术的现状

大型曲轴是船舶内燃机产生与输出动力的核心部件,其在工作中受到弯曲、扭转、剪切、拉压等交变应力的作用。曲轴的重要性及其工况的复杂性,要求曲轴不仅要有较高的抗拉强度、疲劳强度及耐磨性,同时心部还要有一定的韧性。此外,还应在满足曲轴的使用条件下,采用合理的材料和强化工艺以达到节能、环保和降低生产成本的目的。通常曲轴在使用中存在两大问题:圆角疲劳强度不足和轴颈耐磨抗力差,疲劳和磨损均源于表面,因而对曲轴表面施行强化是提高曲轴圆角疲劳强度、轴颈表面耐磨性最有效的工艺技术,如何最有效最经济进行曲轴表面强化,是近年来曲轴制造技术领域研究的热门课题。


曲轴表面强化工艺通常有以下三种:化学热处理工艺(包括离子氮化、气体氮化、液体氮化,简称氮化)、轴颈感应加热表面淬火后轴颈圆角滚压复合处理工艺(简称为圆角滚压)、轴颈与圆角同时感应加热表面淬火工艺(简称为圆角感应淬火)。大量的研究与实际应用表明,无论在曲轴强化效果与质量、生产效率、能耗与工序成本,还是在环保等多方面圆角感应淬火工艺比氮化工艺或者滚压工艺具有显著的优势。


但是大型曲轴圆角淬火工艺装备技术长期被欧美企业垄断,导致圆角淬火在国内大型曲轴制造行业的应用投资大、门槛高。我国目前80%内燃机曲轴采用的是高能耗、低效率、高成本的曲轴表面氮化强化工艺。随着国内零部件行业参与全球化竞争日益增多,快速研发具有自主知识产权的曲轴圆角淬火工艺装备,满足国内曲轴制造企业的需要、替代进口,是我国热处理装备制造业的当务之急。对于轮船,心脏就是柴油机,而柴油机最核心的部分就是曲轴了,柴油机发出的强大动力,需要通过曲轴传递给驱动装置来推动轮船前进。一艘上万吨巨轮的曲轴一般长达十几米,重达几十吨,在设计和制造工艺上相当复杂,精加工要求很高,在旋转时振动的振幅不能小于人头发丝的四分之一。正因为制造精度高,性能要求苛刻,工艺复杂,所以是否能自主研制大型船用曲轴代表着一个国家的制造业水平。由于大型船用曲轴长度长,直径大,大型曲轴一般长度在20006000mm之间,直径在200300mm,淬火面积大,要求电源功率足够大;曲轴重量大,达十几吨、甚至几十吨,需要大功率的特殊设计的淬火变压器和鞍形曲轴淬火感应器难制作,这些都给开发带来了很大难度。


恒进感应在中国是感应热处理龙头企业,致力于感应淬火技术的研发已有十多年的历程,目前拥有多项核心专利,其淬火机床已应用于众多工业领域传动部件及动力输出部件的感应淬火。


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