在湖北三环锻造有限公司的车间里，一批刚刚下线的转向节锻件余温未散，即将发往国内主流商用车企业。这种看似“粗笨”的汽车零部件，如今却藏着“毫米级”的精工巧思。
日前，由湖北三环锻造有限公司与武汉理工大学联合攻关的“中重型商用车非调质钢轻量化转向节锻造关键技术”获得市科技局验收通过。项目不仅为转向节减重10%以上，更让原本高能耗、长流程的生产线实现了绿色蝶变。
给“关节”做加减法
中重型商用车转向节是涉及整车安全的关键主承力构件。行业内主要采用调质钢锻造转向节，必须经过淬火+高温回火的调质处理，不仅能耗巨大，且容易导致锻件性能不稳定甚至断裂，难以满足新能源商用车对零部件高强韧、长寿命及轻量化的严苛要求。
而非调质钢通过微合金化技术，巧妙地融入了微量合金元素。这一创新使得非调质钢在经过锻造或轧制后，即便不经过调质处理（省去后续的淬火、回火热处理工序，消除了淬火油烟污染与危废处理压力），也能实现与调质钢相媲美的综合力学性能，成为替代传统碳钢的理想选择。
随着汽车工业步入转型升级的新时期，车用新材料以及交通装备制造业迎来了以“轻量化、整体化、绿色化”为核心的发展契机。
2023年，为解决襄阳市汽车零部件产业面临的技术瓶颈，推动先进铸/锻成形制造技术的研究与应用，湖北三环锻造有限公司与武汉理工大学联合申报的“中重型商用车非调质钢轻量化转向节锻造关键技术开发与应用”项目获批，入选市级科技计划项目（关键核心技术攻关专项）。
市科技局希望通过该项目，实现关键零部件的进口替代和轻量化升级，取消调质工序大幅降低碳排放，推动我国锻造行业向绿色智能制造转型、提升自主品牌在国际高端配套市场的核心竞争力。
攻克“软心”顽疾
转向节作为汽车关键安全件，需同时承受高载荷、交变应力和冲击，要求材料具备高强度与高韧性的协同优化，而传统非调质钢的组织调控难度较大，易出现性能不均衡。
为此，项目组针对非调质钢在复杂构件成形中强韧性难匹配的问题，重点开展了贝氏体非调质钢成分优化设计；针对中重型商用车转向节极端服役工况，构建了仿真模型；通过多目标优化算法，形成高能效成形装备控制策略。
在项目组的努力下，国内首条具备年产30万件能力的数字化非调质钢转向节示范生产线在湖北三环锻造有限公司生产车间诞生。
这条凝聚了项目组心血的生产线，解决了传统风冷线冷却速度不可控问题，配备多级高功率冷却风机与智能变频控制系统，实现“高温快速冷却+中温保温转变+低温缓慢冷却”的分段精准控制，为高端商用车底盘件绿色制造提供了可靠的技术支撑。
经现场调试验证，该生产线可有效解决大截面带臂转向节芯部铁素体析出过多导致的“软心”问题，确保了锻件截面硬度分布的均匀性。依托该生产线，项目组成功试制出强韧性、高抗疲劳性的转向节锻件。
目前，该产品已顺利通过台架试验及装车路试，湖北三环锻造有限公司与部分行业龙头企业签订批量供货协议。
打造智慧生产线
在打造硬核产品的同时，项目组还开发出锻造过程数字孪生模型及数字化加热/冷却控制系统，实现生产过程智能化闭环控制。
该系统融合基于机器状态的能耗分析模型，能够根据生产排程（如准备、加工、等待状态）自动优化设备运行策略，最大限度降低待机损耗。
应用示范结果表明，该技术路线相比传统调质工艺，单件热成形能耗降低12%，且消除了淬火油烟污染与危废处理压力。轻量化设计使单件减重10%以上，显著降低了制造成本。
依托该项目，企业建立了中试基地，1名硕士研究生在生产一线完成项目课题，6名年轻工程师在攻关中成长为技术骨干，为行业非调质钢技术推广应用提供了有力支撑。
湖北三环锻造有限公司技术中心主任武建祥表示，今后的主要研究方向将聚焦建立下一代强韧性微合金非调质钢材料体系，把非调质钢高能效成形技术推广至控制臂等其他底盘关键件，形成系列化绿色制造解决方案。同时，深化数字孪生技术在生产全流程中的应用，推动技术从“离线模拟优化”向“在线实时自适应调控”升级，进一步提高极端工况下产品的疲劳寿命和稳定性。
