——記傳動軸公司“輕型鋁合金傳動軸總成”攻堅小組

汽車輕量化不僅是我國實現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”的重要戰(zhàn)略之一，也是當(dāng)今國際汽車市場中衡量企業(yè)技術(shù)和發(fā)展水平的重要指標(biāo)之一。萬向錢潮作為汽車零部件龍頭企業(yè)，在“輕量化”戰(zhàn)略的指引下，前瞻布局，搶灘占先。制造業(yè)單項冠軍示范企業(yè)傳動軸公司為此專門成立了一支針對鋁合金傳動軸技術(shù)的攻堅小組，致力于填補國內(nèi)鋁合金輕型傳動軸領(lǐng)域的技術(shù)空白，經(jīng)過五年的持續(xù)攻堅，取得獨創(chuàng)技術(shù)，達到國際先進。

創(chuàng)新突破爭首創(chuàng)

“傳統(tǒng)的輕型汽車傳動軸采用兩段式鋼結(jié)構(gòu)，而我們的輕型鋁合金傳動軸采用一段式全鋁合金工藝，獨創(chuàng)性地采用了中間伸縮式全鋁結(jié)構(gòu)，達到國際先進水平，在行業(yè)內(nèi)尚未有運用或記載。”

“輕型鋁合金傳動軸總成”攻堅小組成立于2017年，由傳動軸公司總經(jīng)理金國軍、副總經(jīng)理朱少青組織多部門骨干成員組成。朱少青作為項目的“總指揮”，在項目成立之初與組員們做了大量的市場、技術(shù)調(diào)研，全面掌握了傳動軸行業(yè)的發(fā)展趨勢與動態(tài)，為項目后續(xù)順利推進夯實了基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的輕型汽車傳動軸采用兩段式鋼結(jié)構(gòu)，而輕型鋁合金傳動軸采用一段式全鋁合金工藝，最大限度地實現(xiàn)少零件化和輕量化，零件數(shù)量減少6個以上，使單件產(chǎn)品減重45%以上，整車百公里耗油節(jié)省2.5%以上。

“輕型鋁合金傳動軸總成”的目標(biāo)市場依次為輕卡、皮卡、輕客和SUV車。小組首先瞄準(zhǔn)輕卡和皮卡，獨創(chuàng)性地采用了中間伸縮式全鋁結(jié)構(gòu)，運用鋁花鍵擠壓成形工藝、涂覆工藝和摩擦焊工藝，為國內(nèi)首創(chuàng)，并且達到國際先進水平，在行業(yè)內(nèi)尚未有運用或記載。

小組成員夏劍虹介紹，傳統(tǒng)的花鍵，漸開線過于細小，很難成型，而采用梯形齒花鍵容易成型，結(jié)構(gòu)也更為優(yōu)化，能夠滿足減少熱成型飛邊、少無切削的需要，提高材料利用率10%以上。

本次研發(fā)的鋁合金傳動軸總成采用了自潤滑免維護結(jié)構(gòu)，小組創(chuàng)新性地設(shè)計出一種在密封花鍵軸叉上的通氣結(jié)構(gòu)，避免了波紋管內(nèi)的氣壓阻力，使滑動更順暢，有效提高其使用壽命，為國內(nèi)首創(chuàng)。僅針對這一排氣孔裝置，小組就申請了《一種在密封花鍵軸叉上的通氣結(jié)構(gòu)》《一種鋁合金焊接叉鍛模出氣孔結(jié)構(gòu)》兩項專利。

開發(fā)采用鋁合金摩擦焊工藝是項目的另一大創(chuàng)新點，在國內(nèi)首屈一指。通過采用鋁合金花鍵軸摩擦焊、鋁管摩擦焊等工藝，可以使花鍵軸做成全空心，叉部做成半空心，達到輕量化的目標(biāo)。同時，取消中間支架結(jié)構(gòu)，減輕車輛振動噪聲，提高汽車加速性能，降低汽車油耗，提高了整個傳動軸系統(tǒng)的耐久壽命，從而提高整車的耐久壽命。

憑借著國內(nèi)首創(chuàng)的設(shè)計與技術(shù)，該項目先后申請了1項發(fā)明專利、8項實用新型專利，對相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進行了修訂（QC/T 29082《汽車傳動軸總成技術(shù)條件及臺架試驗方法》），并制定了“浙江制造”團體標(biāo)準(zhǔn)T/ZZB 1705《汽車傳動軸總成》。

集智攻關(guān)克難題

“搞技術(shù)要有‘甘坐冷板凳’的精神，十幾次方案修改，數(shù)百次參數(shù)驗證，夜以繼日地伏案工作，對我們來說是家常便飯。”

項目中多項領(lǐng)跑國內(nèi)外的先進技術(shù)，所有從0到1的突破，離不開技術(shù)人員“甘坐冷板凳”的精神。光是第一年的時間里，設(shè)計方案從無到有、從初稿到定稿，就反復(fù)打磨了十五稿。而這只是剛剛開始，各式各樣的困難似乎“如影隨形”。

鋼換鋁，不僅僅是材料的改變，更需要從結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝流程等多方面進行顛覆性的改變。夏劍虹是花鍵副的專家，他介紹，“最開始大家完全是兩眼一抹黑，不了解鋁合金結(jié)構(gòu)的設(shè)計思路，于是大量查閱外網(wǎng)文獻資料，最終決定了材料種類和結(jié)構(gòu)。”設(shè)計好方案只是第一步，實際生產(chǎn)過程中，鋁的溫控范圍只有鋼鐵的四分之一，且散熱快，一旦溫度過熱就會引起過燒，溫度不夠則無法成型，非常容易產(chǎn)生報廢料。來自鍛造部的小組成員胡偉告訴我們，頭兩次的報廢料高達30%。技術(shù)中心負責(zé)人徐華福回憶，當(dāng)時這個溫控問題可是列為“重大問題”之一，非常焦急。為了能更精確地控制加熱功率和節(jié)拍，鍛造部召開數(shù)次會議，組織頭腦風(fēng)暴高效拿出解決方案：專門成立一條小型線，對加熱后出料口處的欠溫料，采用三路分選裝置進行改進，避免鍛打過程中棒料的過熱、過燒問題，最終使鍛件報廢率降低至5%。“溫度控制住了，質(zhì)量也終于控制住了，我們的心也踏實了。”

開發(fā)前期，采用普通凸焊機進行平衡片焊接，但又遇到了麻煩：焊機功率小，導(dǎo)致焊不牢；焊機功率大，強度又無法保證，中途采用人工焊接，焊后打磨，能焊住但效率低下。裝配部的技術(shù)人員查詢資料，經(jīng)討論后決定自主學(xué)習(xí)并改造現(xiàn)有焊機設(shè)備。技術(shù)人員不懈鉆研，不僅在焊接平衡片技術(shù)上申請到多項專利，最終還使平衡片焊接穩(wěn)定、強度達到45Nm以上，為后續(xù)批量生產(chǎn)提供了有力保障。

提起摩擦焊工藝，朱少青說，“把焊鋼的設(shè)備用來焊鋁，是我們集體智慧的結(jié)晶。”看似簡單的一句話，背后凝結(jié)了小組成員幾十個日夜的努力。焊鋁的進口設(shè)備動輒上千萬元，為了節(jié)省成本，小組成員大膽將現(xiàn)有的焊鋼設(shè)備進行參數(shù)調(diào)整，通過查詢參考業(yè)內(nèi)專家論文及專利信息，結(jié)合前期工藝參數(shù)，制定了摩擦焊工藝參數(shù)的優(yōu)化方向，一步一步摸索著修改參數(shù)。摩擦焊工藝的產(chǎn)品截面必須熔透，不然會存在質(zhì)量隱患。朱國利回憶，當(dāng)時年關(guān)將近，正巧一個新客戶要求加急供貨，為了盡快攻克熔透難關(guān)，大家夜以繼日地連著干了一個月，“一做出來就得去抽樣試驗做分析，這一套流程走下來就是兩個小時，時間很緊張，我們一刻不能耽擱。”年三十當(dāng)天晚上，即使很想和家人團聚，他們也都堅守在車間。“不能把有隱患的東西給客戶。”徐華福說，關(guān)于熔透問題進行了三百余次的參數(shù)驗證，最終順利解決了焊縫熔合不足的問題，并固化了工藝，及時為客戶供上了貨。

考慮到今后還要將這一結(jié)構(gòu)應(yīng)用至皮卡、輕客等車型上，小組前段時間仍不斷在原有基礎(chǔ)上進行調(diào)整設(shè)計，精益求精，直到現(xiàn)在已經(jīng)能夠全面滿足各種客戶的要求。

追求卓越攀高峰

“其實在選擇摩擦焊之前，也考慮過氣保焊工藝。但氣保焊很多人都會做，而摩擦焊具有不可替代性，更何況是業(yè)內(nèi)首創(chuàng)，我們要始終做行業(yè)領(lǐng)先的事情，這樣才能推動整個行業(yè)的技術(shù)進步。”

黨的二十大報告指出，“必須堅持科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動力，深入實施科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，開辟發(fā)展新領(lǐng)域新賽道，不斷塑造發(fā)展新動能新優(yōu)勢。”輕型鋁合金傳動軸總成小組正是身體力行著這一目標(biāo)。

摩擦焊工藝在業(yè)內(nèi)本就是先進工藝手段，小組通過大膽嘗試、反復(fù)驗證，使公司的摩擦焊設(shè)備成為在國內(nèi)唯一能實現(xiàn)焊接鋁制件的設(shè)備，完全滿足產(chǎn)品性能的要求。“其實我們在選擇摩擦焊之前，也考慮過氣保焊工藝，試了多種方案也成功了。但是氣保焊很多人都會做，而摩擦焊具有不可替代性，更何況鋁合金傳動軸使用的摩擦焊技術(shù)是業(yè)內(nèi)首創(chuàng)，我們要始終做行業(yè)領(lǐng)先的事情，這樣才能推動整個行業(yè)的技術(shù)進步。”朱少青說，“我們當(dāng)時就是想起了魯主席關(guān)于創(chuàng)新的一句話：‘創(chuàng)新，就是不局限于人家怎么干我們也怎么干，而是人家先進的東西我們要學(xué)，人家沒有的我們也要有，要創(chuàng)造提煉出自己的新鮮經(jīng)驗’”。目前，中間伸縮式輕卡鋁合金傳動軸已在多家主機廠輕卡批量生產(chǎn)應(yīng)用，往后將逐步鋪展到國內(nèi)輕客和乘用車一線主機廠家。

在汽車輕量化這條新領(lǐng)域新賽道上，小組成員們從未想過逃避困難、選取捷徑，而是以更高的標(biāo)準(zhǔn)要求自己，不斷向業(yè)內(nèi)難題發(fā)起挑戰(zhàn)，征服更精益的技藝與更前沿的技術(shù)，開辟高質(zhì)量發(fā)展的新境界。輕型鋁合金傳動軸總成的成功開發(fā)與投產(chǎn)，對傳動軸總成性能、零件設(shè)計制造都有較大的創(chuàng)新和提升，提高了傳動軸行業(yè)整體水平，有利于將傳動軸的技術(shù)要求轉(zhuǎn)化為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，形成行業(yè)可執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)文件。

未來，傳動軸公司將始終圍繞“9+N”客戶市場與“科技人才、提質(zhì)增效”的要求，大膽創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)新，持續(xù)提升企業(yè)在國內(nèi)外市場的競爭力，為“讓‘奮斗十年添座城’將‘奮斗十年添個零’持續(xù)前進”而努力奮斗！