济南天业工程机械有限公司（以下简称“济南天业”）是瑞诺国际子公司，主要从事工程机械及非道路柴油发动机再制造领域。公司是沃尔沃建筑设备认证的再制造车间，道依茨发动机亚太区再制造中心，工信部第八批发动机再制造企业，济南天业竭力为客户提供贯穿整个建筑设备生命周期的全方位服务，经过十几年变迁与发展，销售累计突破百亿。具备整机销售、维修服务、配件供应、循环再生、工程承包及设备租赁、二手车置换、金融支持、挖掘机手培训八位一体的业务综合解决能力，成为工程机械应用综合解决方案的现代服务商。

山东省区域资源与环境发展研究院（以下简称“省资环院”）是山东省循环经济协会、山东省科学院、山东师范大学联合发起，为服务区域经济发展，注册成立的综合性咨询机构。省资环院主要开展资源环境与宏观经济政策理论研究，产业规划编制，节能环保产业技术咨询、评估、论证、认证、培训，国际合作交流，科技成果、技术引进与推广，可行性研究报告、项目申请报告、实施方案编制，区域能评、节能报告编制，碳达峰碳中和咨询，绿色制造咨询，生态园区建设咨询，循环经济产业咨询，标准化咨询，工业固体废物资源综合利用评价等业务。

济南天业和省资环院针对制约废旧高端工程机械发动机再制造的共性关键技术及其专用设备问题，开展相关的技术研究和专用设备的开发：

以结构复杂、附加值高、易磨损失效的高端工程机械缸体、缸盖、喷油泵、增压器等零部件为对象，应用高效先进的技术方法，开发废旧机电产品零部件高效无损拆解、绿色清洗、检测评估与再制造技术和设备，并建立相应的示范生产线，提高废旧高端工程机械发动机的资源综合利用率。

1、废旧高端工程机械发动机高效无损拆解技术研究

通过对高端工程机械发动机螺栓、键和销等连接方式的统计分析，基于三维结构建模、力学分析、产品结构干涉分析等方法，进行了面向再制造的产品无损拆卸技术研究，研究了复杂结构件的无损拆解方法并进行新型辅助拆解工艺工具设计开发，研究并规划面向再制造的废旧零部件无损拆解的工艺流程并形成拆解性工艺技术文件。

针对高精密关键总成零部件拆解过程损伤率高、现有拆解工具功能不足的难题，通过力学分析、产品结构干涉分析、拆解序列规划及路径规划等方法，进行了无损拆卸工艺、技术规范研究，同时进行了新型辅助拆解工具和拆解生产线的设计，以实现高效无损化拆解的目标。

2、 废旧高端工程机械发动机新型复合绿色清洗技术研究

旧的高端工程机械关键总成零部件在复杂环境、外场载荷的作用下其表面和亚表面往往形成纳米级、微米级甚至更深的吸附层和污染层，为满足后续再制造修复过程的要求，结合再制造毛坯表层和亚表层各种缺陷类型及其特点实施污染层去除研究。

针对第一代清洗技术耗能高、效率低、清洗质量差、不便于进行后续处理的难题，通过污染物在基体表面的形成与结合机理、清洗机理研究，进行新一代节能环保高效的清洗技术及装备的方案设计与论证工作。

在研究零件表面氧化物、积碳、油污等污染物在基体表面的形成与结合机理的基础上，采用新型复合绿色清洗方法去除废旧零部件表面及亚表层污染物；研究各种非化学清洗方法的清洗机理以及对基体的影响；研究软质磨料喷砂清洗、火焰清洗、高压水射流清洗等技术对去除零件表面氧化物、积碳、油污等污染物的去除方法与工艺；研究高压磨料水射流清洗、超声熔盐等多元复合清洗技术，实现清洗过程的精细化、功能化、集成化，从而使清洗过程更加高效、经济、绿色、环保；研究易循环使用、生物降解、高效低毒或无毒、易于排放的清洗剂原材料和各类助剂；通过精细有机合成技术、生物技术、检测技术等相关技术，将化学清洗剂向分子设计方向、绿色环保方向发展；在清洗助剂方面更注重催化剂、促进剂、剥离剂的作用，并使其无毒化、低剂量化；研究并规划面向再制造的废旧零部件绿色清洗的工艺流程，最终完成高端工程机械关键总成零部件绿色清洗关键技术研究，形成比较完备的再制造绿色清洗关键装备开发设计方案并分步进行实施。 

3、再制造毛坯的可再制造性评价研究

由于再制造毛坯生产原料的独立性和质量性能的不稳定性，再制造毛坯可再制造性评价是进行再制造前的第一个环节。正确地进行再制造毛坯可再制造性评价，能够更加合理地决定毛坯的弃用，从而有效降低再制造成本。但如何确定再制造毛坯可再制造性需要采用一系列行之有效的检测工艺流程，以获取所需要的废旧零部件再制造性能的相关数据。

针对起动机、发电机、空压机、喷油泵、增压器等废旧零部件磨损、腐蚀、接触疲劳等表面失效以及残余应力水平变化，研究了废旧高端工程机械典型轴类、齿类、转子、电枢、薄壁类零部件磨损、变形、裂纹缺陷、应力变化的检测方法和变化规律；通过分析、研究废旧零部件的性能检测模式、失效评估及分类标准等内容，建立起动机、发电机、空压机、喷油泵、增压器等高端工程机械发动机的检测标准和评价规范。

针对再制造毛坯在复杂服役环境损伤状况的不确定性，重点研究损伤多参量集成无损检测原理及特征参量提取技术，对损伤进行定量化表征，进而逐步进行高端工程机械关键总成零部件再制造评估评价体系的方案设计与建设工作。

4、废旧高端工程机械复杂零部件再制造精密修复工艺与设备研究

再制造修复技术是完成产品再制造和质量升级的关键。高端工程机械发动机的典型失效方式是磨损、腐蚀和疲劳等表面失效，根据废旧零部件不同的失效形式判断失效的原因，进而采用不同的表面处理工艺恢复其使用性能。针对复杂结构件的磨损失效问题，主要进行了复杂零部件表面缺损三维“反求”和建模技术研究；轴类零部件表面熔覆特形修复成形技术与材料研究；小型复杂轴、齿、孔类零部件表面微束等离子熔覆特形修复成形技术与材料研究。

针对目前修复层结合强度较差，只能采用珩磨加工的现状，在提高修复层结合强度的基础上，选择其他高效、高质量的加工方式，并通过选取最佳参数，优化加工工艺等方式，提高加工的质量和效率；通过一系列的再制造工艺与材料，结构与性能的研究，保证零部件的质量的同时，提高加工的效率，得出高端工程机械发动机中典型轴、轴孔和齿类件的各种失效形式下的最佳工艺方法及参数。研究符合中国国情的再制造修复技术，解决喷油泵、空压机、起动机、发电机、增压器等废旧高端工程机械发动机再制造修复的共性技术问题。

针对零件损伤种类多、损伤机理复杂、修复过程及质量难控等现状，通过揭示变性层形成机制、不同结合机理在零件修复过程中的作用机制，阐明异质材料原子间的键合、嵌合及扩散行为与作用机制，建立再制造修复层控形、控性理论。通过对修复机理的深入研究，采用技术复合集成等方式，进行高端工程机械典型零部件再制造的新型复合修复设备的前期论证、方案设计和选型工作，逐步形成典型零部件再制造修复技术标准及设备。

5、再制造产品质量评估评价与检测技术研究

再制造是根据新品的要求，再制造后的产品需要进行相关的质量评估并进行相关的检测，已达到新品或超过新品的质量标准。废旧高端工程机械发动机的结构、损伤程度、服役环境不同，可能使用的修复方法及涂层的性能不同，如何保证再制造修复产品的服役安全性？针对以上问题，研究了不同涂层的力学性能如硬度、厚度、界面结合强度等；研究了不同修复方法对基体的影响，如残余应力，表层相变等，结合研究涂层对再制造零件磨损、腐蚀寿命的增强行为及对再制造零件疲劳寿命的削弱行为；重点研究了不同工况下涂层的失效规律并进行统计分析，逐步进行再制造毛坯的可再制造评价体系和再制造产品质量评价体系的建设工作。

取得的成果：

1、以高端工程机械发动机主要部件典型零部件为研究对象，开展了面向再制造的无损拆卸技术研究，解决了零部件拆卸工具、拆卸时间、可拆卸率、材料的模拟仿真以及零部件的目标拆卸回收难题，将技术研究成果应用于发动机主要部件零件实际拆解，无损拆解率达到93%，拆解效率提高33%。 

2、针对高端工程机械发动机主要部件典型零部件表面不同污染物类型及其吸附机理，研究了超声清洗、高压水射流清洗、超细磨料射流清洗等绿色化学清洗和物理清洗技术对去除零件表面氧化物、积碳、油污等污染物的去除方法与工艺，清洗效率较传统化学清洗提高40%以上。总体上，实现了主要部件零件的绿色、高效再制造清洗。

济南天业共完成整机再制造1500台，部件8000余件。为省港口集团、山东黄金、广西信发等企业节约资金十几亿元。与旧机回炉相比“十三五”时期共实现节能5382.36万度，相当于节约1.94万吨标准煤，减少二氧化碳排放2669.25吨，利用废旧金属3万余吨。

公司顺利通过ISO9001国际管理体系认证，取得机械学会的探伤资质，2018年获得工信部发动机再制造企业公示，累计获得6项实用新型专利证书。