上海電機(jī)學(xué)院造出國內(nèi)最大船用曲軸 打破國外技術(shù)壁壘。近日，中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)在上海組織召開了“920mm缸徑超大型船用低速機(jī)曲軸制造技術(shù)”項(xiàng)目的技術(shù)鑒定會(huì)。鑒定專家組一致認(rèn)為，該項(xiàng)目成功開發(fā)了多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)，國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了920mm及以上超大型船用曲軸全流程的制造工藝，形成了自主可控的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

過去，我國在900mm以上缸徑的曲軸方面完全依賴進(jìn)口，不僅耗資巨大，還時(shí)刻受制于人。這種被“卡脖子”的局面曾是我國從造船大國邁向造船強(qiáng)國的最大障礙。在上海電機(jī)學(xué)院聯(lián)合團(tuán)隊(duì)的努力下，這一被動(dòng)局面最終得到了突破。

超大型船用低速機(jī)曲軸被稱為“船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟”，是大型LNG運(yùn)輸船、大型集裝箱船等先進(jìn)船舶的核心部件。此次成功研制的920mm缸徑單段曲軸最大重量達(dá)208.3噸，總長20.19米，為全球超重船用曲軸之一。它不僅填補(bǔ)了國內(nèi)900mm及以上缸徑大型低速機(jī)船用曲軸的技術(shù)空白，更打破了國外技術(shù)壁壘。

超大型曲軸的制造是一場集材料科學(xué)、精密加工和熱工學(xué)于一體的全鏈條攻堅(jiān)戰(zhàn)。團(tuán)隊(duì)面臨的主要挑戰(zhàn)包括如何讓這根重達(dá)200多噸、長達(dá)20多米的“大家伙”在保證內(nèi)部強(qiáng)韌的同時(shí)，把外形尺寸誤差控制在毫米級(jí)。因?yàn)槿魏挝⑿〉钠唇诱`差都會(huì)被成倍放大，導(dǎo)致曲軸報(bào)廢。

鋼材的純凈度要求極高，不允許存在大于0.5毫米當(dāng)量的宏觀缺陷。為此，團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了大型低氫低氧高潔凈下注鋼錠制備技術(shù)，從源頭上保障了材料質(zhì)量。面對(duì)1240毫米壁厚的異形曲拐鍛件，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地開發(fā)出大型高強(qiáng)度曲軸鍛件強(qiáng)韌性調(diào)控?zé)崽幚砉に?，使曲軸強(qiáng)度較以往機(jī)型提升14%，韌性提高25%以上。

曲軸并非一體成型，而是多個(gè)部件通過“紅套”工藝組裝。但紅套孔外形周邊為非均勻異形結(jié)構(gòu)，加熱后紅套孔變形不均且相對(duì)變化量大。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過無數(shù)次模擬計(jì)算與試制，最終成功研發(fā)了非對(duì)稱結(jié)構(gòu)紅套孔加熱變形控制工藝，通過精準(zhǔn)控制加熱溫度，將非均勻異形結(jié)構(gòu)的紅套孔變形控制在嚴(yán)格公差范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了毫米級(jí)變形精度。

這次項(xiàng)目成功開發(fā)的多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)，得益于一條產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合的創(chuàng)新鏈。在國家工信部“高技術(shù)船舶科研項(xiàng)目”和上海市促進(jìn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展專項(xiàng)資金的支持下，這條從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)車間，再到遠(yuǎn)洋巨輪的全產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化攻關(guān)之路，開創(chuàng)了一種“以產(chǎn)定研、為產(chǎn)服務(wù)”的協(xié)同創(chuàng)新模式。高校的科研直接瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)最迫切的需求；企業(yè)的生產(chǎn)有了最前沿的技術(shù)支撐，區(qū)域創(chuàng)新活力因此被充分激發(fā)，這是校、企、地三方共贏發(fā)展的標(biāo)志性實(shí)踐，為我國大國重器鑄就“鋼鐵脊梁”。

項(xiàng)目研發(fā)的全球最大的船用曲軸產(chǎn)品已應(yīng)用于24000TEU超大型甲醇雙燃料集裝箱船等船舶上，為中國龐大的造船工業(yè)提供了最核心的材料支持，保障了國家能源運(yùn)輸?shù)陌踩ｍ?xiàng)目由上海電機(jī)學(xué)院聯(lián)合上海電氣上重鑄鍛有限公司、上海船用曲軸有限公司和上海中船三井造船柴油機(jī)有限公司共同完成。