专研精微才能勇破难关
——马钢研发新能源汽车齿轮钢侧记
2024-08-14 08:20:00
本报通讯员 刘军捷 骆杨
“齿轮是汽车传动的核心部件，由于新能源汽车‘零百’加速快，齿轮必须满足强韧性、抗疲劳及‘高扭矩、高静音’等特性，这对齿轮钢的研发、生产制造提出了更高要求。”7月18日，在中国宝武马钢技术中心长材所渗碳实验室，马钢新能源车齿轮攻关组课题长金国忠擦了一下额头的汗这样告诉笔者。
2018年，马钢新特钢优棒线投产后，研新品、拓市场、扩品种成为马钢特钢该研发团队的重中之重。研产销各团队团结协作，先后开发出轨道交通、能源装备、汽车及工程机械等领域专用齿轮钢材料百余种，使马钢特钢齿轮产品跻身国内第一梯队。
然而，国内新能源汽车异军突起，对齿轮钢提出了新需求。在一次客户走访时，该团队了解到，国内某知名品牌汽车研究院准备开发一款新能源概念超级跑车，其原有知名供应商提供的关键动力传输齿轮零件材料始终达不到设计要求。于是，客户对来访的马钢团队伸出了合作之手。面对超出产线能力的极其苛刻的性能指标，马钢许多人面露难色。
“我们的目标就是做精品特钢，要把马钢特钢的这块牌子打出去，不试，怎么知道我们行不行？”长材所首席研究员胡芳忠的一番话，点燃了大家破题攻关的心中之火。
马钢技术中心与马钢特钢公司、制造管理部等单位迅速成立新能源车齿轮攻关组。为了满足产品高性能要求，他们围绕材料的高强韧性成分设计、高纯净度冶炼工艺设计、高均匀性轧制工艺设计、高表面质量控制工艺设计等4大类工艺环节，数百项工艺参数开展攻关工作。
“新能源车结构紧凑，新能源车齿轮相较于传统燃油车齿轮体积小了数倍，齿轮钢的性能要求一下子提高很多。一开始我们心里也没底，因为没有任何经验可循。”金国忠说。
通过数10炉中试冶炼，新能源车齿轮攻关组优化成分设计，尝试解决“强度”与“韧性”矛盾。攻关组首次带着产品去客户现场进行试制时，很遗憾没有通过强度、韧性的严格测试。
“从客户那里回来后，大家并没有气馁。”金国忠说，“那段时间，我们几乎每天都泡在实验室，不断调整工艺参数。有时候为了一个数据，我们会反复试验几十次。经过无数次的试验和失败，我们终于找到了关键控制点。原来渗碳结束后，高温零件需要冷却，客户在试制的时候和大零件一起热处理，小零件没有冷却充分，导致钢中残余奥氏体含量较多……”
随后，他们再次带着产品和工艺方案来到客户现场，怀着忐忑不安的心情开始了新一轮试验。“强度正常，齿轮没有断裂，零件顺利通过测试。”终于，大家悬着的心放了下来。
这一成功不仅为马钢赢得了客户的信任和赞誉，而且为马钢在新能源汽车市场的进一步发展奠定了坚实基础。然而，新能源汽车的迅速发展又带来了新的挑战，客户对车辆静音性能提出更高要求，意味着齿轮钢材料必须再次升级。
面对新的挑战，马钢技术中心与制造管理部等单位不惧艰难、快速行动，针对窄成分冶炼设计，开展了一轮又一轮攻关。他们从产线源头一步一步捋顺机器的“脾气”，制订了10多项工艺操作要点，最终攻克了这一难关。
“我们将齿轮钢的‘淬透性带宽’降到了4HRC（洛氏硬度）以下，实现了高速运转下的‘高静音’。这一数据至今在行业内保持领先。”金国忠介绍道。
马钢新能源车用齿轮钢顺利通过了客户认证，用其压铸出的优质齿轮不仅应用到该客户的新能源概念超跑汽车上，还应用到了该客户的商用车上。
专研精微才能勇破难关。如今，马钢汽车用齿轮钢已成功应用于国内众多新能源汽车品牌，市场口碑良好。
《中国冶金报》（2024年08月14日 03版三版）
来源：
编辑：宋玉铮
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