文档介绍：上海交通大学工程硕士学位论文第一章绪论
制造业在人员素质、劳动力成本等方面的横向比较优势仍然存在,而经过几十年的
发展,相关产业的配套体系也十分完善,这些比较优势并不会在短期之内消失。从全球的角度考虑,目前也没有哪个经济体能够实现对中国制造业的大规模替代。根
据以上原因,零部件国产化势在必行。公司计划到 2009 年底零部件国产化率应达
到 65%,见图 2。
图 1 合资柴油机公司
Joint venture for diesel engine
JVCO purchase
from Wärtsilä
CHM CPM
CON FOM
1
2
FLY
ALT
PIC1
CBF
EBM
TCM
4
3 ACT CAM
LOM PCM
PIC2
CAC EXH
CON SAS
PIC1
JVCO purchase from:
- Chinese local Supplier
ASL)
(Wärtsilä
ACT – Actuator
ALT – Alternator
CAC – Charge Air Cooler
CAM – Camshaft Module
CBF – Common Base Frame
CHM – Cylinder Head Module
CON – Connection Box
CPM – Conn. Rod & Piston
EBM – Engine Block Module
EXH – Exhaust gas & ins.
box
FLY – Flywheel
FOM – Fuel oil module
LOM – Lubricating oil
2006 2007 2008 2009
图 2 合资工厂国产化计划
Localization plan of Joint venture
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上海交通大学工程硕士学位论文第一章绪论
主润滑油泵作为发动机主要零部件也被列入了计划。在累计 2~3 年的市场调查
和对比分析中,终于选定了具备生产能力的预备供应商。但是预备供应商生产主油
泵齿轮使用的原材料、热处理以及表边处理工艺与原产品要求有一定的差别,导致了项目迟迟不能进一步展开。之所以不能把项目推进下去的原因就是不能够明确主
润滑油泵驱动齿轮替代材料和热处理的变更对原设计的影响[3],对实际项目的替代
方案缺乏一定的理论依据和指导。
常用齿轮表面处理工艺
表面硬化的钢件有较高的耐磨性和疲劳强度,而工件心部仍较高的塑性和韧
性。表面硬化的方法很多,其中常用的化学热处理有:表面渗碳、渗氮、碳氮共渗、
氮碳共渗、渗硫、硫氮共渗、硫氮碳共渗、渗硼、渗铝、渗铬、渗钒、渗锌等等;
根据介质的不同分:固体、液体、气体、离子等方法。渗碳和碳氮共渗的首要目的是提高表面的耐磨性,心部强韧具有与低碳钢淬火加低温回火相同的韧性和强度,
工件的弯曲疲劳强度与接触疲劳强度会大幅度提高,常用于载荷比较大的工作状况。经渗氮、氮碳共渗及硫氮碳共渗的制品具可提高耐磨性、耐弯曲疲劳性、耐解
除疲劳、耐蚀性、耐高温性、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力,并降低缺口敏感性,渗后不必淬火变形小。但是硬化层较薄,相对渗碳载荷
能力较小。
氮碳共渗相对于渗氮在较浅层深时有热处理时间短的优点。其大大提高了工作
效率,故在国外被大量使用。但是相对渗层较浅。离子氮化又称辉光离子氮化,其
特点是不直接对处理气氛中的化学组分进行控制,而主要是对过程中的电参数进行控制。相对来讲离子氮化控制比较容易,所以在国内多有使用。另外,离子氮化温
度较低齿轮变形小,稍稍降低了前道磨齿的精度压力。同时辉光离子渗氮的速度也比传统渗氮提高了 3~5 倍。
当前欧洲原技术要求为氮碳共渗驱动齿轮,而目前供应商只能提供离子氮化,
形成了矛盾。
课题研究的方向和可行性
课题研究的方向
研究目标
本论文主要目标是研究、试验、并确认主润滑齿轮的原材料替换和表面处理工
艺变更是否可行。齿轮是本公司主油泵国产化任务中的关重件,而原材料和热处理工艺的认可和敲定又是齿轮能否可以生产的关键。可以说驱动齿轮的原材料替换和
热处理工艺变更的可行与否很大程度上决定了该国产化项目是否可以进行成功。
研究方向
本论文主要研究方面有以下几点:
1)分类汇总了各种齿面可见表面的形貌和齿轮上可观察到的损伤失效模式,并分
析了可能原因和形成过程,为齿轮材料和热处理的下一步工作做好准备。
2)从材料特性出发,讨论了 42CrMo-GB/T3077(-GB/T5216)替代 42CrMo4-
EN10083-1 作为驱动齿轮基材的可行性。
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