汽车零部件再制造及其技术研究

汽车零部件再制造及其技术研究

长城汽车股份有限公司河北保定071000;长城汽车股份有限公司河北保定071000

摘要:随着汽车产销量和汽车工业的发展,汽车报废数量快速增长,资源的短缺和环境污染逐渐加重。汽车再制造作为缓解废旧汽车产生生态和资源压力的有效途径逐渐受到重视。

关键词:汽车零部件;再制造;电镀汽车

前言:

随着社会的发展,资源和能源成为制约各国经济向前发展的主要因素。汽车在现代生活中成为人们不可或缺的代步工具。报废汽车数量的攀升,生态环境的日趋恶化使得人们不得不考虑如何协调资源消耗、能源利用和人们的正常生活。于是再制造技术成为了社会各界广泛关注的焦点。

1再制造概述

我国再制造技术创始人,中国工程院院士徐滨世指出:再制造是以产品全寿命周期理论为指导,以实现废旧产品性能提升为目标,以优质、高效、节能、节材、环保为准则,以先进技术和产业化生产为手段,进行修复,改造废旧产品的一系列技术措施或工程活动的总称。再制造后的产品质量和性能不低于新品,成本一般只是新品的50%,节能60%,节材70%。

再制造区别于普通的修理在于:一方面修复质量不低于新品,甚至超过新品。如2009年4月,北京奥宇可鑫表面工程技术有限公司成功修复盾构机驱动外壳密封位,经装备再制造国防重点实验室对修复后质量进行检测,耐磨性提高了30%,硬度提高了40%。历时一个月完成两台盾构机驱动外壳修复,据用户反映。到现在这两台盾构机使用状态良好。

2汽车零部件再制造的意义

汽车零部件产业发展具有经济效益、社会效益、就业效益和环境效益。

2.1加快发展再制造产业是培育新的经济增长点的重要方面

随着汽车产业价值链的转移,汽车产业利润逐渐从汽车制造业转向汽车后市场即汽车服务贸易,汽车零部件再制造产业是汽车后市场的有机构成部分,具有巨大的经济效益。

2.2汽车零部件再制造是汽车产业从粗放型向集约型转变的路径之一

加快发展汽车零部件再制造产业是促进制造业和现代服务业发展的有效途径,能促进整个汽车产业链的良性循环和健康发展,对推动我国制造业的产业结构调整提高具有重要作用。

2.3中国现在正处于城镇化转型和城乡一体化发展的重要阶段

农村人口大量转移到城市,增加了大量的社会压力。汽车零部件再制造产业属于劳动密集型产业,能够创造大量的就业机会,缓解社会压力。

2.4汽车零部件再制造有利于形成“资源—产品—废旧产品—再制造产品”的循环经济模式缓解了报废汽车的环境污染。同时有助于培育绿色消费习惯,推进生活消费领域的循环经济发展,有望成为推广绿色消费模式的重要突破口。

3国内外汽车零部件再制造现状

近年来,再制造产业在欧美等工业发达国家已形成规模,其对再制造方面的研究主要集中在以下几个方面:

3.1在全寿命周期内,分析产品零部件老化或其物理、机械方面性能发生的变化;

3.2运用有限元分析、失效分析等方法,对产品几何尺寸、结构和材料分析判断,评估其老化机制;

3.3研究和开发具有自主知识产权的绿色环保再制造技术、表面清洗技术等;

3.4深入研究用来评估产品零部件性能的工具和装备,预测产品的剩余寿命;

3.5再制造可持续设计研究

美国卡特彼勒公司已在美国、英国等7个国家建立了14个再制造工厂。在2005年,于我国上海注册了卡特彼勒上海再制造有限公司。在英国,卡特彼勒公司威廉斯发动机再制造工厂还承担着英军挑战者坦克和勇士装甲车用发动机、变速器的再制造任务。

我国开展再制造方面的研究起始于20世纪90年代中期。到2010年我国的再制造能力为:再制造发动机月11万台,再制造发电机、起动机100万台左右,再制造变速箱约6万台,产值约25亿元。而纵观国内外,我国在汽车零部件再制造研究及应用领域存在的不足有:

(1)全寿命周期理论研究的基础薄弱,缺少系统性理论和方法支持;

(2)作为设计的主体,企业在绿色设计方法和工具应用方面参与较少;

(3)再制造关键技术方面仍然缺少具有自主知识产权的设计技术、工艺技术;

(4)缺乏完善的废旧机电产品资源化的法律体系、产品认证体系等各项政策;

(5)国家对于再制造产业政策不完善等等。

4再制造技术研究

再制造是利用高新技术的维修,是绿色制造的重要组成部分。它的重要特征是再制造后的产品质量和性能达到或超过新品,并且成本低、节能、节材,对环境的不良影响显著降低。在零件再制造领域有些技术应用广泛而且很成熟,下面将对几个典型的技术进行简要的分析和探讨:

4.1微纳米表面工程技术

微纳米表面工程技术是在被修复材料或零部件表面获得微纳米结构或微纳米复合膜层的各种表面技术的统称。与传统表面工程技术相比,微纳米表面工程技术能够赋予零件表面新的服役性能,如涂敷层硬度、强度、耐磨性、抗疲劳性能、切削性、抗高温、耐磨等性能的提升,涂敷层功能的提升使得零件表面具有自修复能力等特殊性能,且纳米表面工程技术的复合应用也将有着广阔的前景。

根据获得表面微纳米膜层的途径不同,微纳米表面工程技术有以下4种:表面沉积与自组装、表面自身纳米化、表面反应纳米化和表面复合纳米化。

4.2材料制备与成型一体化技术

材料制备与成型一体化技术是实现零部件修复部位成型和修复材料制备两个过程同时完成的再制造技术应用于再制造中的材料制备与成型一体化技术主要包含热喷涂技术、高能束快速成型技术、堆焊技术和电化学沉积技术等。较常用的材料制备与成型一体化技术为高速电弧喷涂和激光再制造技术。

4.3电刷镀技术

电刷镀是在电镀的基础上发展而来的,电刷镀技术应用的是电化学沉积原理,刷镀时专用直流电源的负极接工件,正极接镀笔。浸满镀液的镀笔以适当的压力和一定的相对运动速度在工件表面上移动,在包套包裹的阳极与工件接触的那些部位,工件表面的金属离子获得电子还原成金属原子,这些原子在工件表面沉积结晶形成镀层,并随刷镀时间的增加而加厚。即刷镀过程是一个金属离子获得电子还原成金属原子并在工件表面断续结晶的一个过程。与槽镀相比而言,电镀刷技术具有设备简单,便于携带;工艺简单,操作方便;同时具有良好的结合强度、力学性能和物理化学性能;生产效率高;操作安全,环境污染小;可在多种材质上刷镀,又可刷镀多种镀层;镀层厚度及均匀性可控制等优点。

结语:

汽车再制造是本世纪产生的一个新兴产业,能够在一定程度上缓解全球资源能源极度利用带来的环境和生态问题。在中国工程院院上徐斌士的倡导下。再制造产业在理论研究方面得到了长足的发展。在此,仅仅对再制造过程中采取的具体工艺技术进行的简要的阐述,以期进一步激发大家对该领域的学术研究,从而为研究和实践提供更多更好的资源。

参考文献:

[1]王岩;杨洪芳;李宝生;潘杰.报废汽车再制造产业化发展浅析.[J].再生资源与循环经济2010,(09).

[2]金名.再制造:低碳经济践行者[J].生态经济2010,(05).

[3]向永华;徐滨士.中国特色再制造工程内涵及其创新与发展[J].中国设备工程2010,(10).

[4]徐滨士.再制造工程与自动化表面工程技术[J].金属热处理2008,(01).

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