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浅谈双 金属带锯及其设备与技术的发展

浅谈双 金属带锯及其设备与技术的发展

------大连双 金科技股份有限公司  董事长  曹玉贵

前言:

本文回 顾了双金属带锯生产设备与技术的发展历史,介绍目前国内现状,展望未来前景,目的是 与同仁们一起关注行业未来的发展。文中的 观点只供读者参考,错误不妥之处,敬请批评指正。

一、项目发 展背景与历史沿革

双金属 带锯具有切削效率高、质量好 和节能省料三大特点,是目前 世界上最先进的金属下料工具之一,广泛应 用于金属制造业中。世界上 发达国家研制应用双金属带锯均有较长的历史,其中日本已有六十年,美国八十年,德国达一百年以上。我国起步较晚,但已有二十多年历史。

我国八 十年代中期开始从德国引进双金属带锯生产设备。其中,原湖南机床厂引进一 套真空 电子束焊接设备、冷加工 设备和热处理设备;原大连特钢厂引进一
套真空 电子束焊接设备,本溪工具厂引进一 套冷加工 设备和热处理设备。当时国 内这两套设备年总产量不足100万米,远不能 满足市场的需要,约90%双金属锯需
要进口。

由于我 国双金属带锯的生产设备和技术均属空白,引进设 备每套需要数千万元人民币,这在八 十年代是一个很大数目。为此,原湖南 机床厂与江西电炉厂进行
合作,开始测 绘制造热处理设备。本溪工 具厂与沈阳有关厂家合作,进行测 绘制造机械加工和制冷设备。经过多年的研究,成功地 完成了引进设备的技术消化、吸收与仿制工作,为中国 的锯业发展做出了很大贡献。

我国专 门研究双金属带锯的生产设备是在八十年代初开始的,历经二 十多年探索研究,取得不 同阶段科技成果,其研究 过程分为三个主要阶段:

第一阶段为1983-1995年间,主要完成理论准备、初级结构设计、试验方 法与检测手段等一系列基础实验研究工作。1985年哈尔 滨船舶工程学院与北安工具厂合作完成了第一台最初级的“双金属带锯淬火炉”,当时炉体长度只有2米,采用硅碳棒加热,带锯的 走带速度为每分钟0.5M,带锯齿部材料为M2,齿部硬度HRC65,背部材料50CrVA,硬度HRC45。至此,我国自 行研制第一根双金属带锯条,在河北 保定完成了试切。首次在《热处理实践》刊物(1986.4期、1987.1期)分别发表《双金属 带锯氮基保护热处理设备》和《双金属 带锯氮基保护热处理工艺》两篇科技学术论文。

此间同 时完成了二型热处理设备和机加工设备的试制,并进行 试车和小批量生产,同年《微机控 制光亮淬火双金属带锯热处理全自动生产线研制及其工艺研究》课题,通过了 省部级的科技成果鉴定,并获省 部级科技进步一等奖。

第二阶段为1996-2009年间,由大连双 金科技股份有限公司组建国家级研发中心,并独立 承担并完成国家科委、国家五 部委联合下达的研制项目:国家级火炬计划项目《双金属 带锯机加工与热处理全自动生产线》、国家重 点新产品计划项目《双金属带锯机组》、《双金属带锯条》和国家 科技创新基金项目《双金属 带锯成套机组设备与氮气保护深冷淬火热处理工艺研究》。 1996年通过 了辽宁省科委的科技成果鉴定。该项目 获得多项国家发明专利,并列入《国家级 高科技术产业化推进项目》。至此,大连双 金公司成功地研制出双金属带锯的成套机组设备,并在“机组设 备与生产工艺软件配套”方面,成为中 国唯一具有自主知识产权并获得国家五部委联合授权的独家研发单位。为此,大连双 金公司既承担着国家计划的研发任务,还担负 着设备与技术的推广应用任务。

第三阶段为2010-2016年间,由大连双 金科技股份有限公司主要完成国家科委下达的《高效节 能双金属带锯快速热处理生产线的研制及其工艺研究》课题,2015年4月20日通过 了国家科委的科技成果鉴定。专家给予较高的评价:热处理 设备与工艺技术总体指标达到世界先进水平,生产线 设备的产能效率是当今进口设备的1.5-2倍。在线回 火与淬火高速全自动热处理生产线更适合生产新材料PM51和宽度80㎜大规格 双金属带锯高端产品,且具有 较高稳定可靠性,可以满 足大批量连续生产作业的需要。该项目列入《国家级 科技型中小企业技术创新基金项目》,并获辽宁2016中国创 新创业大赛三等奖。

二、目前生产设备现状

经过二 十多年的不断探索研究,目前国内外的设备、工艺技 术路线已经发展到多样化。在机加工设备方面:铣齿机 加工数量目前有40条、60条和80条不等;分齿机 有机械送料和气动送料方式;热处理 淬火炉设备有电炉丝缠绕横向方式加热,现多用 硅钼棒方式加热;淬火设备有空冷、N2搅拌冷却、油冷方 式和油气混合复合淬火;喷砂有固体干喷,有液态湿喷方式……。在设备组合方面,有的花 巨资从国外引进全套设备;有的采 用部分设备自制和部分外购方案;也有采 用国内多家设备拼装方式进行组合;唯有大 连双金公司利用自主知识产权的专利技术进行成套机组设备自研自制。上述各 种方案在投资规模、设备水平、质量等级、项目成 本等方面各有不同,也各有利弊,各厂家 会根据具体情况自行选择。

众所周知,双金属 带锯的生产必须克服世界三大难题:第一,两种不 同金属材料工艺(淬火加热温度)相差400℃却在同 一温度下同时淬火矛盾;第二,超长、超薄件在高温、急冷中变形问题;第三,齿部与 背部等寿命匹配问题。双金属 带锯生产表面看上去很简单,但实际 上对设备和生产技术的要求是极为苛刻,其中任 何一个环节达不到要求,均会影响质量水平。由于各 厂家的设备与技术的水平不同,其生产 带锯的产量和质量差异亦很大。在我国 三十多年的实践中,由于设 备和技术的原因导致双金属带锯项目失败的例子很多,有的为 此已经付出了沉重代价。在八十 年代末至九十年代初期,第一批 项目失败下马的有五家实力很强的国有企业:上海锯条总厂、天津锯条总厂、山西锯条总厂、通化锯条总厂、北安工具厂;在九十 年代末期第二批项目上马的上海、江苏、浙江等 多家民营企业也均没有取得实质成功……。时至今日,虽然已有近40家生产带锯的企业,年产能从50万米至千万米不等,但生产 的质量与进口品牌相比差距很大,利润很低,没有竞争力。这就是 为什么多家大国有企业和多家民营企业,甚至包 括进口成套原装设备的企业,在短期 内均不能生产出稳定优质双金属带锯条产品的根本原因所在。

大连双 金公司在研究设备和技术及其两者之间的配套性方面,也并非一帆风顺,该公司投资超过2亿元,经过20多年坚持不懈的攻关,终于克 服了上述三个难题并取得成功,该机组 设备与目前国内现有进口同类设备相比具有明显特点:

一是产能高效、低成本优势。公司热 处理设备产能效率是德国的2.9倍,是瑞典的1.8倍。带锯生产成本是德国1/3,是瑞典1/2。几乎不 增加成本却提高数倍产能,是由技术创新完成的。被称之 为双金属带锯热处理“高铁”生产线,目前全 世界唯有中国能生产;二是高性价比优势。设备投资少,成本低,进口一套设备需资1000万元,国产设 备造价仅为进口50%左右;三是软 硬件配套服务优势。国际德 国和瑞典两家公司仅提供硬件设备,无配套工艺技术软件,客户很 难生产出合格品。公司既提供设备,又提供配套工艺技术,实行交钥匙工程;四是中 国能专业标准化制造、提供高 效节能快速生产线并提供配套工艺技术,是进口 设备无法相比的。

三、中国锯 业未来的发展前景

虽然国 外锯业已有近百年的历史,中国亦 近四十年的历程,但从未 有过今天惊人的发展速度。目前国 内锯条的产销总量已占市场总量的60%以上,湖南泰嘉、本溪工具、本溪双 金三个厂家的年生产总量已达3000万米。年产量达200-500万米的企业已有数家,且80㎜宽大型锯条、M5 1新型材料锯条、硬质合 金锯条相继问世;带锯床 总量已占市场绝对优势,浙江锯力煌、晨龙等 厂家已能生产出世界上最大规格型号的带锯床,继而还向更高端发展;高、中、低档复 合钢带已基本实现国产化,形成产 业规模并取代进口指日可待;中国制 造的成套机组设的性价比远高于进口水平,完全可以替代进口,同炉多 带光亮淬火快速热处理生产线已获多项国家发明专利,随着国 家一带一路的发展,整套机 组设备和配套的工艺技术,也将出口,走向世界……。

看到中 国用不到四十年的时间已赶超近百年的国外水平,其中有 湖南泰嘉成功上市,本溪工 具和本溪双金努力追赶,福州莆田、浙江金 缘紧跟其后的快速发展,作为从 事数十年专业研究的工作者,感到十分欣慰与自豪。真诚感 谢同仁们为中国锯业所做的突出贡献,衷心祝愿中国的锯床、锯条企 业快速蓬勃发展。我们有理由相信,在不久的将来,中国一 定会成为世界上规模最大、实力最强的锯业王国!


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