中国工程院院士胡正寰：回转成型技术助力电动汽车提高产量提升质量-北极星储能网

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中国工程院院士胡正寰就《高效轴类零件轧制技术及其在汽车行业的应用》发表演讲，以下为演讲实录：

我们通过一种新的工艺来做轴类零件，由于汽车当中有不少轴类零件，所以这个技术得到了推广和应用。这是用轧制的方法来做出来，但是又叫回转成型。这个技术大家一看就知道了，它是冶金轧制技术与机械轧制技术的交叉发展。

大家知道冶金的轧钢具有什么特点吗?首先是效率高，线材每秒可以达到100米，而且质量好，所以冶金生产就得到了大量的应用。传统的轧钢只能做全部的等截面的材料，做不了零件，我们技术就是把零件用轧钢的方法做出来。这个特点就是特殊轧制，产品特殊，模具特殊，设备也特殊，所以冶金又叫特殊轧制。效率很高，全部都是短截面的。

因为是做零件，所以进入了机械制造行业，机械行业最传统的方法是什么?一个是切削，一个是锻造。现在我们用轧制的方法把它做了出来，切削是连续地、局部地把多余金属去掉，锻造是整体的转移成型，材料就可以节约了，轧制是连续的，也是局部的成型，但是金属是转移成型，所以具有两个工艺不同的特点，又具有相同的特点。这个是高压线持平里面的铁芯子，原来是用这个切削，现在是滚一圈出来，明显的优点就是这样的工艺，模具上面滚一圈就可以做出来。

这个现在已经投产了，原来是5分钟1件，现在是1分钟6件，材料节省了1/3，江苏的这个厂是5000件就需要50台车床每个工人操作2台，现在是2台设备5个人，占地面积同时就少了，结果就是做出高质量的产品，但是成果大幅度将，这样就有竞争力了，企业就越做越大了。

锻造是用汽车的后桥主动轴，传统的工艺包括美国都是这样，下料、拔长、滚压、模锻，再把黑面去掉，现在我们就是通过一道工序做出来，和锻造对比的话，因为模段是整体变形，它的力量载荷大量下降，下降的好处是什么?这种工艺的优点是生产效率可以提高很多倍，材料可以节省10%-30%，零件的综合性能也会提高。因为金属是完全按照零件分工没有断，所以批量载荷也会提高，生产没有噪音，很容易实现机械化，所以得到了社会上的承认。

这种工艺也有它的弱点和缺点，大家一看就知道它的模具复杂，掌握起来比较不容易，因此这个工艺只是批量比较大。这个技术是做零件，我们国家正好是汽车大国，所以就有了比较多的应用。

按照这种轧制的方法来做零件，我们可以看到都是做轴内零件，实际上还可以做别的零件，由于时间的关系重点介绍我们做的工作。首先是汽车的前梁杆类零件，还有齿类零件和轴类零件，这两个模具是楔横轧，两个模具是同方向旋转带动反向旋转，回转当中把零件转出来。这个变形是直接压缩、长度延伸，它的模具就是前面纹齿后面滚轴。

这个工艺还可以轧球类零件，汽车里面很多轴承里面也有球，这两个模具也是同方向旋转，正好可以设计成螺旋的，直接压缩轴向变长，这种方法就可以轧球，同方向旋转，带动轧件反向旋转，中间在模具里面前行，最后就轧出来了这个球。现在转出来了多少?比如轧大球一般都是40-80个，轧小球可以1000个，生产效率就非常高了，火车轮毂都是用这种方法来成型的。

上天的一些东西都是靠这种球形成型，这是做民用产品，军用上天的那些也是这样出来的。

下面把我和我的团队做的工作和大家汇报，我的团队是做轴内零件和球内零件，我是做了六十年这项工作，今年八十三岁，现在这项技术已经在国内推广应用，大概是在27个省市建了300条生产线，用于生产各种零件，分布在27个省市，其中有18条生产线卖给美国、俄罗斯、日本和土耳其，产量大概是500万吨，年产量大概是40万吨零件。

如果加上电动汽车发展，固定轴还有没有前途?他们正在考虑这个问题，国外这个工艺出现以前都是切削的，现在是用滚轧的方法做出来，这些都已经形成规模了，效率又高又节省材料。原来的工艺就是铸造或者锻造，把一小段料垂直来打，前面是铸造，后面是断档。

我们出口土耳其的生产线，是用滚扎的方法出口到土耳其，不用下料，通过这个快速加热。这个也是预热、加车、均热，最后进入了轧制阶段。

我们并不是采用哪家有这个零件哪家就上这条线，非常适合建专业化的厂，把零件卖给其它的使用厂实现双赢，这种专业化厂的产量都是每段5万吨，所以走这条路实现双赢。

这是在河北建的专业化厂，一共有10台轧机，生产不同的轴卖给其它的使用厂。这是在安徽建的生产轿车变速箱的专业化厂，还有生产铜球的，也是采用这种方法在生产，推广了几十条生产线。目前开发投产的品种大概是500多种，主要是量大的，汽车、发动机、五金工具等等。现在我们生产的零件最小的直径是8毫米，最大的直径是165毫米，短的是20毫米，长的是120毫米。

这个技术复杂在什么地方?除了轧机特殊之外，模具也是很特殊的，因此我们建立了模具制造中心，但是模具的寿命非常高，所以厂家就不要自己做了，他们也做不了。我们每年要为企业提供500副模具，展开来看都是看不到零件的样子，也都是数控机床进行加工。这个模具加工的量虽然不大，但是一般偷不走，因为是通过数控加工。

这个工作大家一想就知道，那个时候我们在实验室做了大量的工作，然后再去推广，凡是没有把握的新的产品都在实验室做成了再去推广。这里有些理论技术问题，大家知道这个是回转变形，变化也是非常激烈的，做得不好就不能成型，做得好性能就达不到，因此这是学校的特点，大家一看就知道不是光是理论，还是做大量的实验。

我们也出了一些专著，而且得到了国家的奖励。这个就是数字模拟的，说明数字模拟非常吻合，否则就是在修改模型。这种应力是很复杂的，这里还有一些理论问题，比如要砸出直角、砸出斜面，这种模具都是空间的曲面，这种曲面是怎么来的需要搞清楚，包括力量参数，压力扭矩是怎么样的。

简单地说一下汽车行业的应用，因为这个技术不光用于汽车行业，我们是一个汽车大国，因此这个技术可以得到推广应用。首先是凸轮轴，和原来的成型工艺相比可以提升25%-38%的产量，这项技术我们已经在一些大厂推广应用，因为可以大幅度降低成本，轧得不好就会削弱。我们不仅掌握了，而且能够稳定投产。

另一个产品是重型车的变速箱轴，西安法斯特每年生产60-70万台，而且每年是60多万件，这个不光是生产重型车，轿车的变动轴也在生产。这是重型车变速箱里面的轴，最大直径是165毫米，最细直径是50毫米，现在我们把它轧制成功了，锻造是很难做到这么精的，一边的余量是2毫米。本来这是一汽的产品，但是一汽反而没有投产，而是山东的一些小厂投产了。

轿车变速箱里面的轴国外都是冷挤压出来的大量生产，冷挤压确实很有优点，但也有它的不足的地方，冷挤压的力量是很大的，所以现在我们已经开始部分占领轿车的变速箱轴，生产不仅是供安徽，也供上海的中外合资企业使用。当然，它的性能要求比较高，现在都达到了，而且是长期供应。

汽车当中还有空心件，大概是这样的生产线，通过钢管作为原料加上锌棒轧制，挤压是用42公斤的料，现在钢管只要25公斤，加入钢管把锌棒放进去，空心轴的意义在什么地方?不光是效率高、节省材料并且质量好，而且汽车轻量化，将来可能有些轴内件都要做成空心的。我们是掌握了这个技术，现在已经在山东重汽大量生产，可以达到99%的成品率。

以上内容根据会议现场整理，并未经过本人确认

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