汽车工业作为我国的支柱产业,为钢铁工业带来了很大的市场。随着加入世
界组织的日益临近,当前我国的汽车工业正面临新的机遇与挑战。汽车的增长速
度虽有所减缓,但车型不断更新,使新型齿轮钢的产量已有相当程度的增长,20
crmnti钢一统天下的局面开始有所改观,但从2000年全国14家重点特钢企业的统
计数据表明,其主导地位仍未完全突破。
我国的汽车工业,尤其是轿车工业发展较快。1999年汽车产量183万辆,其
中轿车56.5万辆,占30.9%。2000年汽车产量206.9万辆,其中轿车6015万辆,占
29.2%。
目前,中国汽车工业建立了轿车、载货车、客车、专用车和零部件一整套比
较完整的制造体系,形成了一批重点企业集团,年生产能力约250万辆,14家企
业集团和骨干企业生产集中度达到91%。轿车国产率达到80%以上。据有关部门预
测,2005年轿车需求量为130万辆,载货汽车需求量为120万辆,客车需求量为60
万辆,总需求量约为310万辆。从近几年市场需求变化分析,预计主要增长点是
轿车、客车和重型载货汽车。另外近几年农用车年均增长率为5%-10%,1999年总
产量约为300万辆左右。
根据中国齿轮专业协会对车辆齿轮行业26家骨干企业的最新统计数据表明,
2000年,车辆齿轮钢年消费量为20.3万吨,2001年预计消费量为21.7万吨。
车辆齿轮行业齿轮钢年用量
钢号 | 2000年实际用量(吨) | 2001年预计用量(吨) | 钢号 | 2000年实际用量(吨) | 2001年预计 用量(吨) |
钢号 | 2000年实际 用量(吨) |
2001年预计 用量(吨) |
20crmntih | 36432 | 37798 | 20crmnti | 34700 | 39100 | 16-28mncr5 | 3340 | 4630 |
8620h | 8244 | 8880 | 20crmoh | 97860 | 100490 | scm822h | 2600 | 2600 |
14-19cn5 | 2400 | 2560 | 17-18crmnbhz | 3000 | 3500 | 45# | 200 | 200 |
40cr | 1280 | 1760 | 其它 | 13010 | 15600 | 合计 | 203066 | 217118 |
注:表中数据为齿轮厂直接使用钢材量。
农用车辆是齿轮钢消耗大户。2000年全国农用车辆达到300万辆,年消费齿轮
钢20万吨左右。由于齿轮钢使用覆盖面较广,除轿车、货车、客车、农用车、摩托
车等车辆齿轮制造业外,大量的工程机械齿轮使用量也较大,每年需齿轮钢约占齿
轮钢总消费量的20%-25%,估计为10万吨上下。这样全国每年约需齿轮钢50万吨左
右。
据统计,重点特钢企业每年生产齿轮钢材为40多万吨,加上其他企业每年约有
10万吨齿轮钢产量,全国齿轮钢产量为50万吨左右。据初调查,我国齿轮钢没有出
口;齿轮行业只有齿轮总成进口,没有直接进口齿轮钢材。因此,目前国产齿轮钢
从数量上可满足国内汽车及工程机械的需要。
二、我国齿轮钢发展趋势
随着汽车的高性能化、高级部件成本的低廉化和缩短交货期等的要求,各个钢
铁公司都在开发各具特色的新材料。为了满足汽车、建筑和其它产业用齿轮的要求
,在齿轮材料的热处理、表面硬化处理技术等方面获得了进步。
齿轮钢的今后发展方向简而言之是要向高纯、窄带、细晶粒、易加工、易切削
的目标迈进。
1、大力开发窄淬透性带钢
通过“六五”至“八五”期间的齿轮钢攻关,我国已基本完成了“淬透性的计
算、预报及成份微调工艺”软件编制,可使某区间的淬透性带宽度由攻关前的12h
rc压缩到6-8hrc,可是至今使用这种软件微调成份的钢厂不多。根据冶钢公司等企
业的经验,各钢厂应提高技术管理水平,对同一钢号特别是像20rmnti这种应用比
较广泛的老产品应有针性地实行淬透性分档供货,以满足不同层次的需求。
为此,在冶炼时必须优化成份微调工艺,开展喂丝技术及齿轮钢连铸工艺的研
究,用连铸代替模注,减少成份偏析。
2、大力开发易切削齿轮钢
由于汽车齿轮的产量很大,一些先进的齿轮生产企业已纷纷装备了高速程控机
床,它把原先分散多道的加工工序合并在一组刀具上,通过计算机进行程序控制,
因此对齿轮材料的易切削性提出越来越高的要求。
目前,日本已在开发以新的钢包精炼加真空脱气处理为基础的pb钢精炼技术,
在稳定降低氧含量的同时,使pb均匀分布,现在这些钢已在扩大使用。研究表明,
铅易切削渗碳淬火钢的使用寿命随着pb含量提高而降低,但是随着钢中o含量的下
降使寿命提高。
由于生产管理及工艺技术方面的原因,目前我国开发铅易切削钢尚有一定困难
,但对s含量有范围(如s=0.020%-0.35%等)要求的低s齿轮钢工作实际上已在进行
。这样低的s含量比我国gb8731易切削结构钢中的硫含量(最低的s=0.04%-0.08%,
最高的s=0.23%-0.33%)低得多。显然,仅按常规的冶炼方法试图靠这么一点硫来
提高切削性能是困难的,这就需要通过合适的冶炼工艺来改善硫化物的形态及其分
布状态达到,当然通过钢材锻轧后的控冷处理,改善金相组织等是提高切削性能的
另一途径。
3、开发精密锻造用钢和冷挤压齿轮用钢
为了降低切削加工费用和提高生产率,国外已在发展包括出齿锻造的齿轮精密
锻造技术,精密锻造钢要求在锻造加工时变形能力大,压缩变形阻力小,在渗碳时
晶粒不长大。
为了提高材料利用率,齿轮行业最近兴建了冷挤压车间,准备齿轮冷挤压成形
,对齿轮钢除了要求表面无缺陷(无脱碳、无裂纹)和需要球化退火外,对钢的组
织带状及硬度等都提出了严格的要求。
由此可见,提高表面质量,积极提供冷拉磨光或热轧扒皮齿轮钢是今后发展的
又一动向。
4、开发在线检测技术,加强后道精整工序
先进工业国家对钢材的表面缺陷、内部质量、尺寸精度等方面的要求都十分严
格,已普遍采用表面探伤,超声波探伤、涡流探伤、精整检查作业线自动化等技术
,而我国的在线检测基本上还是空白,这是一个共性问题,应该引起注意。
齿轮用钢是热加工用钢,对表面质量要求较高,然而目前大多数钢厂重视冶炼
装备的更新却较少关注后道工序的精整或钢坯的质量,造成钢材表面质量差,全靠
工人手工研磨操作,这种原始的繁重劳动与现代化高效生产很不匹配,因此,加强
后道精整工序,采用自动或半自动研磨生产线已势在必行。