我国齿轮行业存在的问题及发展建议

   我国齿轮产品近10年有了长足的进步，不少产品已达到或接近国际先进水平，但仍有相当大一部分齿轮与变速箱产品，在振动噪声与疲劳寿命方面与国际先进水平差距明显，而这又与齿轮材料与热处理装备及工艺水平息息相关，它们已成为中国齿轮产品赶超国际水平的瓶颈。
    正是基于对此的清醒认识，齿轮专业协会不仅成立了材料与热处理工作委员会，而且每年都召开一次热处理方面的研讨会。最近，他们又在长春组织举办了“2007年齿轮渗碳淬火研讨会”，100多位业内专家与齿轮生产企业、热处理设备及辅料制造厂家的代表共聚一堂，为如何进一步提升齿轮质量水平交流研讨、献计献策。
    齿轮专业协会秘书长王声堂在会上总结了我国齿轮产品近年来所取得的突出业绩，他认为这也是材料和热处理上水平的结果。
    我国齿轮工业近年来发展迅猛，齿轮生产总值已达700亿元人民币，而且各类齿轮产品都得到全面发展。
    首先，自主汽车手动变速箱产品达到或接近国际水平。其中，以陕西法士特为代表的中、重型汽车变速箱表现尤为突出；綦江、大同的产品也有不俗的表现，主要是能匹配5吨～50吨的各种车型，并出口欧美等十多个国家；以长春汽车齿轮厂和重庆青山为代表的轻微型轿车手动变速箱也进步很快；以浙江双环为代表的摩托车、汽车齿轮专业生产企业已经为日本和欧洲企业配套；以天津天海同步器为代表的关键零部件企业也已参与国际配套。
    其次，陕西汉德车桥厂在中国车桥生产企业中第一个实现了技术出口，这说明在引进技术的基础上，结合中国国情，通过不断改进与二次开发，完全可以形成自主的产品系列，其中包括强型、淬火型、加强淬火型、加宽轮距型、13t～16t的系列产品等。
    还有中小功率工业通用变速箱开始批量出口欧美。近些年来，以德国SEW为代表的中小功率工业通用变速箱的国际大腕纷纷涌入国内市场，在与他们的同台竞争中，恒星、万杰、东力、通力等一批浙江民营企业表现突出，产品质量水平进步很快，产品实现批量出口欧美。
    此外，工业高速与重型变速箱产品已可以为跨国公司配套。近5年，经过多年的工艺锤炼和大规模的技术改造，我国一批企业已形成具有世界一流的高速与重载齿轮制造能力。为水泥、冶金、矿山、船用、燃气轮机等配套的高速重载齿轮，已经参与国际配套，其中不乏像为德马克、西马克、美国PH这样的世界知名公司配套。重齿、南高齿、杭前进在3～4级硬齿面淬火磨齿齿轮箱产品质量上，已经达到或接近国际先进公司的水平。
    王声堂表示，齿轮产品上水平离不开我国热处理工艺成套装备的支持。最突出的表现就在于我国热处理工艺成套装备的数控化程度明显提高。20多年来，经过与爱协林、易普森等国外知名品牌的同台竞争，目前已经形成了具有中国特色的齿轮渗碳、热处理工艺与成套设备，国产热处理设备的市场占有率逐年提升，具有了较强的竞争力，一汽嘉信的箱式炉、连续炉，西安民生的井式炉都是佼佼者。尤其是催渗技术更引起了国外公司的关注。
    谈到齿轮产品与国外先进水平的差距，王声堂以车辆主减速螺旋锥齿轮为例，指出，除了少数企业的产品达到或接近国外先进水平，大部分企业的产品在疲劳寿命与噪声指标上与国外先进水平差距较大，企业陷于低价低质的恶性竞争。而其质量水平与材料和热处理水平有着重要关系。
    他说，汽车变速箱产品质量的提高是从研究控制齿轮热处理变形开始的。从20世纪70年代热处理变形控制到20世纪末形成车辆齿轮钢采购标准，齿轮行业经历了一段痛苦的摸索过程。后来实践证明，如果不从齿轮钢材质量进行严格控制，单纯研究热处理工艺控制，汽车齿轮变形问题不可能解决。
    王声堂将材料比作是齿轮质量的根。因此，经过10多年的酝酿、起草及一段时间的试行，2004年正式发布了齿轮专业协会的第一个标准——车辆齿轮钢采购标准。王声堂说，从贯彻齿轮钢采购标准这些年来看，汽车变速箱齿轮生产水平有了明显提高。所以应继续贯彻齿轮钢采购标准，对汽车齿轮推荐A类钢，坚持B类钢，淘汰C类钢。
    材料解决了，经过粗加工后下一步便是进行热加工，只有经过热处理，才能提高齿轮产品的硬度，提高寿命、可靠性，但热处理必然导致产品变形，如何最大限度地控制变形现在仍然是一个世界性的难题，而我国在热处理的变形控制上又与国外先进水平存在差距。王声堂指出，工业变速箱齿轮的变形控制是高质量磨齿的基础，如重齿、南高齿、杭前进等企业磨削3～4级渗碳淬火齿轮，为跨国公司配套，都是以控制热处理变形为基础的。没有好的变形控制，就没有好的磨齿齿轮，如果靠磨齿掩盖超偏差的热处理变形，以满足几何精度的观念是错误的。磨齿修正变形只能在合理公差以内实行，否则渗碳层会被破坏，齿根圆光滑过渡会不合格。
    而从钢材到热处理的系统控制也是关键。王声堂又举了东莞金州的例子。广东东莞金州公司从美国归国的王勇博士通过严格控制齿轮材料质量，控制锻压热处理工艺，用二手设备就批量制造出低噪声、长寿命的螺旋锥齿轮，噪声控制在70分贝左右，疲劳寿命达到100万次以上，接近国际水平。从他的工业实践也证明了系统控制的重要性，这些经验值得借鉴。
    王声堂还特别强调，数据积累是热处理工艺控制软件水平提高的必由之路。我们用热处理的数控装备来促进热处理工艺水平的提高，同时用热处理的工艺数据的积累促进热处理工艺控制软件水平的提高，这是相辅相成的关系，许多企业在热处理工艺数据积累中都有着自己的宝贵经验，这也成为他们的一笔财富。为什么一些企业用的设备相同，生产的产品也一样，但质量水平却有高低，这与他们工艺数据的积累，热处理工艺控制软件水平有着一定关系。
    针对存在的问题，王声堂提出了三点建议。一是齿轮企业应与钢厂密切合作，继续推动齿轮钢采购标准的进一步贯彻。二是每个齿轮企业都要形成自己的产品热处理工艺软件，形成自己的工艺诀窍，根据自己的产品工艺特点，形成自己的产品工艺规范。热处理设备企业则应在提升设备数控化水平和控制水平的基础上，做好售后服务，与用户一起将热处理设备用到最佳。三是热处理装备企业与齿轮生产企业联合研究热处理的成套装备与工艺规范；把渗碳、淬火、热处理的通用规范搞好，既规范了数控化成套装备的配置，也保证了渗碳、淬火工艺的稳定。
    这方面的工作，齿轮专业协会已经开始着手。在此次研讨会上，齿轮专业协会向企业发放了“关于车辆主减速螺旋锥齿轮热处理工艺规范编制工作组成立的通知”，王声堂说，究竟是叫“工艺攻关工作组”还是“工艺规范编制工作组”，虽然大家还有争议，但目标是明确的，就是以车辆主减速螺旋锥齿轮为突破口，规范其热处理成套装备与工艺控制原则，推动车辆主减速螺旋锥齿轮热处理变形控制与疲劳寿命达到国际车辆配套水平。

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