搖枕側(cè)架鑄造工藝現(xiàn)狀及質(zhì)量控制

搖枕側(cè)架鑄造工藝現(xiàn)狀及質(zhì)量控制

動搖和傾斜是高速車輛轉(zhuǎn)向的重要組成部分。它不僅影響轉(zhuǎn)向的性能，還關(guān)系到鐵路的運行安全。為了適應(yīng)鐵路重載和快速運輸?shù)陌l(fā)展需要,進一步提升轉(zhuǎn)向架的可靠性,必須提升搖枕、側(cè)架的制造技術(shù)水平,加強鑄造生產(chǎn)管理,提高搖枕、側(cè)架的產(chǎn)品質(zhì)量。1我國高棉側(cè)架制造技術(shù)的現(xiàn)狀目前我國搖枕、側(cè)架的主要工藝狀況概述如下。1.1璃砂系統(tǒng)造型根據(jù)造型制芯材料的差異,主要分為以下幾種:(1)傳統(tǒng)的水玻璃砂系統(tǒng),采用Z2520型造型機造型,機器或手工制芯。(2)改性水玻璃-有機酯造型、制芯生產(chǎn)線。(3)樹脂砂造型、制芯生產(chǎn)線。(4)潮模砂造型生產(chǎn)線和pep-set樹脂砂制芯生產(chǎn)線。1.2材料和精煉采用B級鋼生產(chǎn)搖枕、側(cè)架,3t及以上三相電弧爐、氧化還原法煉鋼。有些工廠輔以爐外吹氬喂絲精煉工藝,個別工廠采用爐內(nèi)精煉工藝。1.3砂處理采用干法落砂、干法清砂工藝。1.4發(fā)燒采用天然氣、煤氣、輕柴油為燃料(有的工廠用電),爐溫自動控制的熱處理爐。1.5體檢表現(xiàn)出障礙搖枕、側(cè)架重要部位采用濕法整體磁粉探傷檢查。2現(xiàn)在，生產(chǎn)工藝中存在的主要問題2.1導致鑄件關(guān)鍵部位內(nèi)腔產(chǎn)生降低設(shè)計搖枕、側(cè)架內(nèi)腔由多段、多層、多個砂芯形成,由于受人為因素的影響,芯子段、層間結(jié)合處因?qū)硬涣汲３．a(chǎn)生錯位,不但導致鑄件關(guān)鍵部位內(nèi)腔產(chǎn)生披縫、臺階、局部掉砂和多肉等鑄造缺陷,而且使鑄件內(nèi)腔的幾何尺寸和鑄件壁厚精度降低。由鑄件內(nèi)腔芯子引起的上述缺陷在生產(chǎn)中靠肉眼檢查,不僅難以發(fā)現(xiàn),而且極難清出、修復,其中由組對芯子對接不齊引起的壁厚突變和芯子組合不貼實產(chǎn)生的臺階、披縫因根部應(yīng)力大,導致裂紋缺陷的傾向性明顯增加。2.2需要改進的制造工藝在關(guān)鍵部位的非評定區(qū)的熱節(jié)處存在縮孔缺陷,在非關(guān)鍵部位的熱節(jié)處縮孔現(xiàn)象更是普遍存在,容易引起縮裂紋。2.3鑄造缺陷造成的損傷部分工廠冶煉工藝和過程控制欠佳,導致鋼中夾雜物等級和含氧、含氣量偏高,造成鑄件形成凝固收縮缺陷和焊修缺陷(如熱裂紋和氣孔)較多,同時容易造成焊補區(qū)及熱影響區(qū)產(chǎn)生延遲裂紋。在上述諸多因素的影響下,有的搖枕、側(cè)架在線路運行過程中出現(xiàn)早期裂紋甚至斷裂的嚴重情況,直接危害鐵路運輸?shù)男熊嚢踩?改進措施3.1提高工程技術(shù)的技術(shù)水平按照以工藝為基礎(chǔ),以過程為核心,以質(zhì)量為目標,以安全為導向的方針,制定了以下工藝方案。(1)整體芯生產(chǎn)。具體工藝方案如下轉(zhuǎn)k5搖入砂芯搖枕和側(cè)架A部位和B部位區(qū)域內(nèi)及A、B部位交接面不得有分芯面;轉(zhuǎn)K6搖枕內(nèi)腔兩斜楔槽中心線之間的區(qū)域內(nèi)或在此基礎(chǔ)上向外延伸的區(qū)域內(nèi)為一個沒有分芯面的一體砂芯;轉(zhuǎn)K5搖枕從兩端A部末端各向兩外側(cè)延伸10mm,或以上的整個中部區(qū)域內(nèi)為一個沒有分芯面的一體砂芯;側(cè)架兩側(cè)三角區(qū)內(nèi)腔為包含導框內(nèi)腔A部位在內(nèi)的沒有分芯面的一體砂芯;下弦桿內(nèi)腔為:轉(zhuǎn)K6側(cè)架包含B部位、轉(zhuǎn)K5側(cè)架包含B部位及鄰近A部位在內(nèi)的沒有分芯面的整體砂芯。體砂芯的分芯與側(cè)架布置當搖枕、側(cè)架在縱向全長范圍內(nèi)(側(cè)架除中央方框外)采用整體砂芯時,允許搖枕在A、B部位以上位置水平分芯,側(cè)架在縱向中心平面上水平分芯;上、下整片砂芯采用殼芯或?qū)嵭局圃?保證上、下整片砂芯組芯粘合后,分芯面各處表面光滑平順。(2)熱節(jié)部位缺陷縮裂搖枕內(nèi)腔A部位與立筋交接處、旁承盒根部、斜楔槽根部是比較厚大的熱節(jié)部位,極易產(chǎn)生收縮裂紋,采用鉻鐵礦砂激冷效果不佳,須采用冷鐵激冷才能解決縮裂問題。側(cè)架A部位比較肥厚,采用冷鐵激冷不能解決縮松問題,需采用冒口補縮才可獲得致密的鑄造組織。進一步降低p、s含量吹氧助熔、礦-氧結(jié)合氧化、控制還原氣氛、保持白渣出鋼,采用爐內(nèi)精煉或鋼包吹氬、喂絲等鋼水精煉工藝,進一步降低P、S含量,鋼中P、S等有害元素含量降低為優(yōu)質(zhì)鋼水平(不大于0.030%),非金屬夾雜物提高一個合格級別,鋼中O含量不大于60×10-6,提高鋼水流動性,提高鋼的低溫沖擊韌性,減少裂紋傾向性。搖入運營,提高了疲勞強度采用美國AAR-M-201標準的B+級鋼生產(chǎn)搖枕、側(cè)架,使之既保持B級鋼優(yōu)良的塑性指標,又較大幅度地提高了抗拉強度和屈服強度,從而提高了搖枕、側(cè)架的疲勞強度。3.2增加受損檢測項目(1)表面改性和鑄造缺陷的控制制定搖枕、側(cè)架超聲波探傷技術(shù)條件,在現(xiàn)有對鑄件表面實施濕法熒光磁粉探傷的基礎(chǔ)上,在搖枕、側(cè)架A部位增加超聲波探傷檢測,重點控制鑄件內(nèi)部較大的和集中的孔洞類缺陷(包括縮孔、縮松、氣孔等)。(2)光束損傷制定射線探傷技術(shù)條件,實施搖枕、側(cè)架定期射線探傷檢測,優(yōu)化鑄造工藝。(3)超聲波測厚度在搖枕、側(cè)架的A、B部位采用超聲波測厚的方法檢測鑄件的壁厚,確保鑄件的尺寸合格。3.3出鋼、澆注和力學性能對原材料要嚴格的檢驗和控制,包括各種金屬材料、非金屬材料的成分和規(guī)格。對工藝過程中的各參數(shù)同樣要嚴格控制。例如:對型砂的濕強度、干強度、水分、透氣率、砂型硬度等。對鋼水的化學成分控制要嚴于鐵標,不僅控制爐內(nèi)鋼水溫度,還要控制澆注溫度,高溫出鋼,低溫澆注。規(guī)定鑄件砂眼、氣孔等缺陷的清除方法,控制缺陷焊補時焊條直徑、焊接電流,焊后對焊補部位的焊接質(zhì)量要確認,清除焊渣,用砂輪磨平,檢查焊接氣孔、咬邊,并用探傷的方法檢查裂紋。鑄鋼件力學性能主要靠熱處理來獲得,熱處理過程的控制十分重要,要規(guī)定搖枕、側(cè)架的裝窯方式,控制熱處理的保溫溫度、保溫時間和冷卻方式、冷卻時間。控制探傷的磁化電流、磁化時間、磁懸液的噴淋時間,使鑄件的各部位能夠得到磁化,探傷人員能在磁痕消退前進行探傷檢查。各工序控制過程和參數(shù)范圍同樣要嚴格,不許隨意更改檢測和控制參數(shù)。工藝規(guī)程要細致,工藝參數(shù)要量化,可操作性要強。3.4拋丸清理檢查搖枕、側(cè)架的生產(chǎn)工序多,澆鑄后的鑄件要按爐次進行干法落砂、一次拋丸清理