——在"紀念《金屬制品》創(chuàng)刊50周年暨全國金屬制品信息網(wǎng)第26 屆年會"

上的發(fā)言

李和平(高級工程師)    (杭州彈簧有限公司 )

各位領導,、各位代表:

應會議的邀請,受中國機械通用零部件工業(yè) 協(xié)會彈簧分會秘書處的委托,本人能參加此次大 會,感到十分榮幸,。  這次是奔著學習、了解和溝 通而來,是為了進一步推動產(chǎn)業(yè)鏈上下游的緊密 合作而來,能和這么多的金屬制品行業(yè)的領導和 專家一起互相溝通交流市場及技術信息,研究探 討行業(yè)發(fā)展大計,深感機會難得。

會內企業(yè)全年使用各類彈簧鋼約 300 萬噸,其中 汽車行業(yè)年產(chǎn)各類車輛2 800 萬輛,懸架簧用鋼 約4(件) x2 500(萬輛) x5(KG)  =50 萬噸,加

燃機氣門簧年產(chǎn)量約 40 000 萬件,按平均每件 40 克計算,40 000(萬件) x0.04( KG)  = 16 萬 噸,。 加上出口和后市場,估計當在20 萬噸左右, 這兩大類需用彈簧鋼 100 萬噸以上。

首先,請允許我代表中國機械通用零部件工 業(yè)協(xié)會彈簧分會理事會和秘書處預祝大會圓滿 成功,取得豐碩成果,。

接著,我向大會簡單介紹一下我們中國機械 通用零部件工業(yè)協(xié)會彈簧分會粗略掌握的一些 國內彈簧行業(yè)的基本情況,。

在百年未遇的世紀大疫情發(fā)生之前,也就是 國家"十三五"規(guī)劃后期(2019 年底不完全統(tǒng)計)

上,年產(chǎn)值500 萬元以上)約 12 000 家。 而在我 們彈簧分會注冊的會員 (基本上是經(jīng)營規(guī)模

280 億,。 估計沒有注冊的可能還有 500 家左右,。 而年產(chǎn)值過億的約二十多家,過五億的七、八家,   過十億的二家:上海中國彈簧制造有限公司和一  汽遼陽克虜彈簧公司,。  當然還有約五十余家中  外合資企業(yè)和外資獨資企業(yè)沒有統(tǒng)計在內,他們

報,單純的彈簧產(chǎn)品(不含整機整車等成套設備 上的配套彈簧) ,主要是采用金屬材料(鋼制)的 彈簧年進口額約 6 億美元,年出 口額約 5. 5 億美 元(折合人民幣進口約42億,出 口約 38.5 億),。

我們中國機械通用零部件工業(yè)協(xié)會彈簧分

情防控形勢的變化,復工復產(chǎn)的形勢也相應變 化。 整個市場由 2020 年的迅速恢復生產(chǎn),全年 基本平衡,到2021 年上半年起連續(xù) 6 ~8 個月的 火爆,市場強勁反彈,再到今年因疫情防控遇到 了新情況,、新問題,、新困難,再加上國際形勢的急

艱,市場低迷,需求減弱、預期下降,下行壓力增 大,。 三年來,"冰火兩重天"的滋味多次重演,行 業(yè)發(fā)展緩慢,按目前來看,全國彈簧行業(yè)的情況 與三年前比較,發(fā)展不快,各項數(shù)據(jù)變化不大,。

然而事物總是在發(fā)展的,世紀疫情給我們帶 來了巨大的挑戰(zhàn),同時也檢驗著我們把握機遇的 能力。鑒于國際形勢的不斷變化,建設國內統(tǒng)一大 市場勢在必行,高端彈簧鋼絲的國產(chǎn)化迫在眉 睫,。 為了基本解決"卡脖子"問題,疫情發(fā)生當 年,國家工信部就啟動了"國家科技助力經(jīng) 

澄特鋼有限公司和廣州奧賽金屬制品有限公司 聯(lián)合承擔了"國家科技助力經(jīng)濟2020"重點專項 "超純凈高強度高端氣門彈簧材料國產(chǎn)化開點項目之一,。為什么高端彈簧材料要以氣門彈簧用的高 端油淬火回火鋼絲的研發(fā)作為典型呢?

因為氣門彈簧是內燃機入氣閥及出氣閥用   的螺旋彈簧,處于動載荷狀態(tài),是內燃機中關鍵  零部件之一,置于內燃機的心臟部位。  氣門彈簧  材料必須具備高的抗拉強度,、良好的塑性和無限  的疲勞壽命,同時作為金屬制品的高端產(chǎn)品,油   淬火回火彈簧鋼絲還必須具有很高的表面質量,、 尺寸精度和工藝一致性(穩(wěn)定性) 。

在產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)制造過程中隨著輕量化 的發(fā)展,安裝空間的局限性和輸出功率的不斷提 升,以及對可靠性日益關注,使得氣門彈簧的轉 型升級不斷地向高端化發(fā)展,變線徑,、變簧徑,、變 節(jié)距和變剛度彈簧設計不斷涌現(xiàn),負荷特性曲線 不僅呈直線方式,而是呈各類曲線方式,且提出 了有限元設計和防熱松馳熱蠕變的要求,疲勞壽 命必須與內燃機同壽命,即提出了無限壽命的概 念,。 因此對于氣門彈簧材料的要求就變得尤其 苛刻。 目前高端車用內燃機氣門彈簧的材料為 了達到其可靠性指標要求,很多主機廠指定采用 進口材料,特別是轉型升級后圖樣中頻繁出現(xiàn)了 OTV EA75SC 等多種新的鋼種材料,。

相當于 OTV EA75SC 材料從現(xiàn)階段了解的情 況一般采用如下幾個國家的標準,鈴木加普騰 OTEVA75SC,  日 本住友,、韓 國 高麗  SWOSC  -  VHV、日本神戶的 SOTHN,、德國 VD sic rv 等,且 這幾個國家之間由于知識產(chǎn)權的問題,化學成份 也不盡相同,存在著一定的差異,。  疫情的爆發(fā)使 得該種材料的開發(fā)變得尤為緊迫。

對比國內國外氣門彈簧材料的差異,主要體

現(xiàn)在精煉水平,超高純凈度及非金屬夾雜物的控  制;彈簧拉拔后熱處理水平的控制,即抗拉強度,、 塑性的一致性的控制;以及對于鋼絲材料拉拔后  表面質量的控制即剝皮技術和貫通式加旋轉式  渦流探傷檢測能力等,。

目前收集到的能初步顯示氣門彈簧轉型升 級不斷地向高端化發(fā)展趨勢的標準資料如下:

異

現(xiàn)有的氣門彈簧常用材料標準一般選用動載荷彈簧與其他彈簧的非金屬夾雜進行區(qū)別 對待,僅規(guī)定了非金屬夾雜物應作檢驗,但并沒 有明確具體的要求,。  在進行新品開發(fā)中收集的 資料中顯示,國外的材料在其材料標準中也未有 說明,僅在技術資料中和國外企業(yè)標準中涉及,。

同時在非金屬夾雜檢測方法上一般采用 D IN50602 標準,但 D IN50602 中存在著 M 法和 K 法兩種。 檢測要求不明確,。對氣門彈簧而言,由于其對動載荷無限壽命

保高的抗拉強度要求的同時必須具備高的塑性 性能,。 從對于以往進口材料的塑性性能(斷面收 縮率和扭轉性能看) ,一般進口材料的塑性遠高

于標準要求,以 4.5 線徑,材料牌號為 VDsi cr 為 例,扭轉性能國標和國外標準均要求 ≥4 次,實 際供貨件的扭轉次數(shù)在8 ~ 12 次左右,國內普通 廠家扭轉次數(shù)在  次之間,優(yōu)秀的企業(yè)在   12 次左右。

從以往氣門彈簧斷裂失效分析論文及案例 的收集,在排除設計計算及工藝方法引起的質量 問題以外,表面缺陷引起的失效約占整個彈簧失 效的70%左右,表面缺陷是引起彈簧早期失效 的主要原因,。  尤其是表面脫碳問題和表面及近 表面的各類缺陷(如縮徑,、小彎、凹坑,、麻點,、深拉 絲、微裂紋及皮下夾雜,、偏析等) ,。

通過上述項目的研發(fā),我們認為: 

量控制要求。性控制要求的基礎上,應該規(guī)定定量控制的要 求,同時逐步與國際接軌,。和材料拉拔廠家,應該明確雙方分別對于脫碳層 

先進標準 EN10270-2 的規(guī)定,同時提升扭轉性能 指標和增加纏繞性能指標,。 

藝一致性的質量管控要求,應該規(guī)定對渦流探傷 表面缺陷的量化指標,同時也規(guī)定對品質管控的 量化指標。

最后重申一下,高端彈簧材料國產(chǎn)化永無止 境,任重道遠,因為彈簧的使用范疇極其廣泛,使 用工況千變萬化,門類規(guī)格多種多樣,而客戶的 要求越來越高:如輕量化,、環(huán)?；⑸鷳B(tài)化和對異 型截面鋼絲(如梯形,、矩形,、橢圓形、卵形等)以 及高應力,、高精度,、高可靠性的要求(如現(xiàn)行的 F2 至 F1按 1.05 倍行程做疲勞試驗,一般要求 3 000萬次(3.0 x 107 ) ,而已經(jīng)有客戶提出來要 無限壽命(1 億次,1.0 x108 )) ,抗拉強度國外已 有≥2 300 N 的產(chǎn)品,OTVEA75 以上,已有 OTV-

向 9.5級、9 級發(fā)展,尺寸精度和表面缺陷已經(jīng) 幾乎是向零缺陷要求邁進。 新品的開發(fā)和性能

響了進軍的號角 ,讓我們齊心協(xié)力,團結協(xié)作,合 作共贏,化危機為商機,于變局中開新局,為祖國 的強盛,、行業(yè)的發(fā)展,開拓創(chuàng)新,作出我們應盡的 貢獻!