貨車轉向架搖枕、側架生產現狀及改進建議研究

徐笠強

中車沈陽機車車輛有限公司 遼寧 沈陽 110142

前言：為盡可能解決貨車轉向架搖枕、側架生產環(huán)節(jié)存在的不足,應結合生產中存在的問題,深入探討針對性的改進建議選擇,這正是本文的研究思路。

1 貨車轉向架搖枕、側架生產現狀

1.1 冶煉工藝控制不佳 在貨車轉向架搖枕、側架生產過程中,冶煉工藝控制不佳的情況較為常見,這種情況下鋼水將出現含氣、含氧、夾雜物等級偏高問題,鑄件也很容易因此出現凝固收縮缺陷,如氣孔、熱裂紋、縮孔。非金屬雜夾物的存在會直接導致金屬基體連續(xù)性被破壞,應力集中現場會因此出現,基體的力學性能將因此出現顯著降低,斷裂韌性、疲勞強度、沖擊韌性也會因此受到較為負面影響,生產質量在這種情況下自然難以得到保障[1]。

1.2 裂紋問題嚴重 結合相關研究可以發(fā)現,型砂工藝、金屬凝固特性、鑄造工藝、澆注溫度、鋼水質量、焊修工藝、產品結構、環(huán)境等因素均可能引發(fā)貨車轉向架搖枕、側架生產的裂紋問題。由于貨車轉向架搖枕、側架本身屬于結構復雜的鋼構件,鑄造過程中原始裂紋完全避免難度極高。在具體生產中,對接不良的泥芯段與段、層與層間結合處錯位很容易引發(fā)裂紋問題,同組泥芯因搬運、制造等原因產生的偏差也會為裂紋問題的出現奠定基礎。此外,如存在裂紋問題,鑄件零部件受力情況、轉向架重要性能往往無法得到保障,這必須得到相關人員的重視[2]。

1.3 造型、材質問題 在貨車轉向架搖枕、側架生產中,造型、材質等方面同樣很容易出現問題。造型方面的問題主要源于關鍵部位的縮孔等缺陷影響,一般為重要受力的熱節(jié)處,縮裂紋也很容易因此出現;材質問題指的是生產用材質在強度儲備層面仍存在不足,貨車轉向架搖枕、側架性能會因此受到深遠影響[3]。

2 貨車轉向架搖枕、側架生產改進建議

2.1 提升制造工藝技術水平 為提高制造工藝技術水平,可采用整體泥芯工藝方案進行貨車轉向架搖枕、側架生產,具體需采用精準成型制造技術制芯,如金屬芯盒硬化后取模,由此即可保證鑄件內腔關鍵部位平順,并有效處理有害臺階與批縫,鑄件壁厚尺寸的均勻性可由此大幅提升,鑄件砂眼和裂紋等缺陷的出現概率也能夠得到有效控制。在具體生產中,需重點關注貨車轉向架搖枕、側架交接面的分芯面控制,還需要保證搖枕內腔兩斜楔槽中心線間區(qū)域內形成整體砂芯,不存在分芯面。對于縱向全長范圍內的貨車轉向架搖枕、側架,在采用整體砂芯的過程中,需允許搖枕、側架在特定位置水平分芯,如縱向中心平面上的側架可水平分芯。需保證砂芯上下兩片采用整體實心制造,這樣二者在粘合后,才能夠更好保證分芯面各處表面具備光滑平順特點[4]。

2.2 規(guī)范相關煉鋼工藝 在進一步提升制造工藝技術水平,煉鋼工藝的規(guī)范同樣不容忽視,由此保證鋼水成分的穩(wěn)定性得到有效控制。在具體實踐中,需結合白渣出鋼保持、還原氣氛控制、礦氧結合氧化、吹氧助融,并針對性選用鋼水精煉工藝,如鋼包吹氬、爐內精煉、微絲,鋼水成分的穩(wěn)定性可得到更為有效控制,磷、硫含量可進一步降低,通過降低這類有害元素含量,即可保證鋼水達到優(yōu)質鋼標準,具體需保證磷、硫含量均控制在0.030%內。煉鋼工藝的規(guī)范還需要保證非金屬夾雜物得到有效控制,需設法提高一個合格等級。為提高鋼水的流動性,還需要針對性控制鋼水中含氧量,需控制在60×10-6內,鑄件的低溫沖擊韌性也能夠由此實現長足提升,裂紋傾向性可得到較好控制[5]。

2.3 升級鑄造工藝與材質等級 為解決貨車轉向架搖枕、側架的熱節(jié)處縮裂問題,需關注厚度較大的熱節(jié)部位,如搖枕斜楔槽根部、旁承盒根部的熱節(jié)部位,為預防收縮裂縫的出現,可采用冷鐵極冷工藝,以此實現鑄造工藝的升級。而對于側架較為肥厚的部位,為獲得致密的鑄造組織,需針對性采用冒口補縮工藝;貨車轉向架搖枕、側架生產中的材質等級升級也需要得到重視,如采用B+級鋼進行貨車轉向架搖枕、側架的生產,鋼的化學成分需得到針對性控制,B+級鋼的C含量需控制在0.20～0.28%區(qū)間、Mn含量控制在0.70～1.000%區(qū)間、Si含量為0.20～0.40%區(qū)間、P含量為0.030%以下、S含量為0.030%以下、Cu含量為0.30以下、Ni含量為0.30～0.40%區(qū)間。此外,為更好實現貨車轉向架搖枕、側架生產改進,無損檢測的全面開展、實物表面質量的提升也需要得到重視,由此開展超聲波探傷檢測、針對性應用整體式拋丸設備開展拋丸強化處理,即可更好保證貨車轉向架搖枕、側架生產質量。

結論：綜上所述,貨車轉向架搖枕、側架生產需關注多方面因素影響。在此基礎上,本文涉及的提升制造工藝技術水平、規(guī)范相關煉鋼工藝、升級鑄造工藝與材質等級等內容,則提供了可行性較高的生產升級路徑。為更好保證生產質量,型砂工藝的合理選用、澆冒口等設計的優(yōu)化、澆注溫度等生產要點的控制也需要得到重視。