船用长轴类大锻件锻造工艺方法研究
2014/4/22 15:26:04 点击：
一．曲轴
1. 曲轴是柴油发动机直接与螺旋浆轴联结而传递推进力的。
船用柴油发动机曲轴的制造方法，大体上有二种，一是整体制造的曲轴，主要用于中小船舶和发电用中、高速的冲程的柴油发动机。另一种是组装式曲轴，主要用于大中型船舶和发电用低速二冲程柴油发动机，是将曲拐和轴颈部件热压成为整体。
组装式曲轴的曲拐有锻造和铸造二种制造方法，锻造方法需要用压力机等装备气割及机械加工费用高，因而工程的负荷大，制造成本高。但是由于用压力机加工，疲劳强度可提高。铸造方法与锻造方法比，在成本上有优越性，可批量生产，但疲劳强度比锻造的低。
发动机缸套内的火卜发力，通过连杆传到曲拐颈，此力使曲轴旋转，因而曲颈与拐臂间圆角部要求材料有高疲劳强度特性。因而对于组装曲拐，要开发新的铸钢工艺，使其有与锻造相当的高疲劳强度。
2．近净形铸钢工艺
利用铸造工艺的优势，改善生产效率和单位消耗，对于最大壁厚达一米，重量达35吨的超厚超重的曲拐，铸造时要达到近净型水平。有以下三个课题。
（1）铸造缺欠的预测和控制技术，铸钢件是向冒口方向进行凝固的。为求得能对凝固收缩补充钢水的方案，重要的拐颈部位，冒口的设计应使其不出缺陷而且要增加工工艺补正量，这是铸造工艺的常识，但采用这种方案铸成后要用气割和机械加工的部位很多。要充分利用铸造的优点，使其近净形化，制造没有工艺补正量净型铸件。对于钢水补给通道容易中断，近净形状（拐颈与拐臂间圆角也铸出），要适当地配合使用冷铁和发热材料，通过总体安排，使轴颈和圆角等重要部位不产生缩孔缺陷，所谓方向性凝固是最好的方案。为使这个方案做得最好，用三维传热分析模拟和实际产生缩孔的位置进行复核,判断缩孔巢判定的参数为G/ ，G为温度湿度（℃/sec），R为凝固速率（CM/sec）（二新山参数）在某一定值以下，极厚的铸件就会产生缩孔。以这个产生缺陷的临界值为基准，通过后热分析就可以预测出可能产生缺陷的位置，从而决定实施的方案，可完全不发生有害的缺陷。
1. 曲轴是柴油发动机直接与螺旋浆轴联结而传递推进力的。
船用柴油发动机曲轴的制造方法，大体上有二种，一是整体制造的曲轴，主要用于中小船舶和发电用中、高速的冲程的柴油发动机。另一种是组装式曲轴，主要用于大中型船舶和发电用低速二冲程柴油发动机，是将曲拐和轴颈部件热压成为整体。
组装式曲轴的曲拐有锻造和铸造二种制造方法，锻造方法需要用压力机等装备气割及机械加工费用高，因而工程的负荷大，制造成本高。但是由于用压力机加工，疲劳强度可提高。铸造方法与锻造方法比，在成本上有优越性，可批量生产，但疲劳强度比锻造的低。
发动机缸套内的火卜发力，通过连杆传到曲拐颈，此力使曲轴旋转，因而曲颈与拐臂间圆角部要求材料有高疲劳强度特性。因而对于组装曲拐，要开发新的铸钢工艺，使其有与锻造相当的高疲劳强度。
2．近净形铸钢工艺
利用铸造工艺的优势，改善生产效率和单位消耗，对于最大壁厚达一米，重量达35吨的超厚超重的曲拐，铸造时要达到近净型水平。有以下三个课题。
（1）铸造缺欠的预测和控制技术，铸钢件是向冒口方向进行凝固的。为求得能对凝固收缩补充钢水的方案，重要的拐颈部位，冒口的设计应使其不出缺陷而且要增加工工艺补正量，这是铸造工艺的常识，但采用这种方案铸成后要用气割和机械加工的部位很多。要充分利用铸造的优点，使其近净形化，制造没有工艺补正量净型铸件。对于钢水补给通道容易中断，近净形状（拐颈与拐臂间圆角也铸出），要适当地配合使用冷铁和发热材料，通过总体安排，使轴颈和圆角等重要部位不产生缩孔缺陷，所谓方向性凝固是最好的方案。为使这个方案做得最好，用三维传热分析模拟和实际产生缩孔的位置进行复核,判断缩孔巢判定的参数为G/ ，G为温度湿度（℃/sec），R为凝固速率（CM/sec）（二新山参数）在某一定值以下，极厚的铸件就会产生缩孔。以这个产生缺陷的临界值为基准，通过后热分析就可以预测出可能产生缺陷的位置，从而决定实施的方案，可完全不发生有害的缺陷。
- 上一篇：热轧加工装置概略图 2014/4/22
- 下一篇：济南中航远洋船舶机械有限公司 2014/4/22