日前，由中國機械工業聯合會組織的“920mm缸徑超大型船用低速機曲軸製造技術”項目技術鑑定會在上海召開。鑑定專家組一致認爲，該項目成功開發了多項關鍵核心技術，國內首次突破了920mm及以上超大型船用曲軸全流程的製造工藝，形成的知識產權自主可控，技術達到國際先進水平。
“過去，我們‘船等機、機等軸’，900mm以上缸徑的曲軸完全依賴進口，不僅耗資巨大，更時刻受制於人。”業內專家表示，這種被“卡脖子”的痛，曾是我國從造船大國邁向造船強國路上最大的攔路虎。而在上海電機學院聯合團隊的攻關下，這一被動局面最終得到突破。
一顆“心臟”的自主之路
超大型船用低速機曲軸被稱爲“船用柴油發動機的心臟”，是大型LNG運輸船、大型集裝箱船等先進船舶的核心部件。此次成功研製的920mm缸徑單段曲軸最大重量達208.3t、曲軸總長20.19m，爲全球超重船用曲軸之一。它不僅填補了國內900mm及以上缸徑大型低速機船用曲軸的技術空白，更是打破了國外技術壁壘。
超大型曲軸的製造，絕非簡單的“鐵匠活”，而是一場集材料科學、精密加工、熱工學於一體的全鏈條攻堅戰。
團隊面臨的是“超大截面心部超高強韌性與毫米級變形精度的協同控制技術”“高精度紅套加熱控制技術”“高精度拼接技術”等攻克任務。
通俗講，就是如何讓這根重達200多噸、長達20多米的“大傢伙”，在保證內部“筋骨”足夠強韌的同時，把外形尺寸的誤差控制在頭髮絲般的毫米級。因爲任何微小的拼接誤差都會被成倍放大，最終導致曲軸報廢。
鋼材的純淨度要求極高，不允許存在大於0.5mm當量的宏觀缺陷。爲此，團隊研發出了大型低氫低氧高潔淨下注鋼錠製備技術，從源頭上保障了材料質量。
同時，面對1240mm壁厚的異形曲拐鍛件，團隊創新性地開發出大型高強度曲軸鍛件強韌性調控熱處理工藝，使曲軸強度較以往機型提升14%，韌性提高25%以上。
此外，曲軸並非一體成型，而是多個部件通過“紅套”工藝組裝。但紅套孔外形周邊爲非均勻異形結構，加熱後紅套孔變形不均且相對變化量大。面對這一難題，項目團隊通過無數次的模擬計算與試製，最終成功研發了非對稱結構紅套孔加熱變形控制工藝，通過精準控制加熱溫度，將非均勻異形結構的紅套孔變形控制在嚴格公差範圍內，實現了毫米級變形精度。
校地企協同的創新鏈條
“這次項目成功開發的多項關鍵核心技術，不是孤軍奮戰的結果，而是一條產學研用緊密結合的創新鏈。”上海電機學院材料學院李榮斌教授道出了項目成功的核心密碼。
在國家工信部“高技術船舶科研項目”和上海市促進產業高質量發展專項資金的支持下，這條從實驗室到生產車間，再到遠洋巨輪的全產業鏈國產化攻關之路，開創了一種“以產定研、爲產服務”的協同創新模式。高校的科研直接瞄準產業最迫切的需求；企業的生產有了最前沿的技術支撐，區域創新活力因此被充分激發，這是校、企、地三方共贏發展的標誌性實踐，爲我國大國重器鑄就“鋼鐵脊樑”。
據悉，項目研發的全球最大的船用曲軸產品已應用於24000TEU超大型甲醇雙燃料集裝箱船等船舶上，爲中國龐大的造船工業提供了最核心的材料支持，保障了國家能源運輸的命脈安全。
項目由上海電機學院聯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有限公司共同完成。
原標題：《攻克巨輪“心臟”製造難關：打破國外壟斷，上海電機學院造出國內最大船用曲軸》
欄目主編：姜澎
來源：作者：文匯報 李相如
