摇枕侧架铸造工艺现状及质量控制

摇枕侧架铸造工艺现状及质量控制

动摇和倾斜是高速车辆转向的重要组成部分。它不仅影响转向的性能，还关系到铁路的运行安全。为了适应铁路重载和快速运输的发展需要,进一步提升转向架的可靠性,必须提升摇枕、侧架的制造技术水平,加强铸造生产管理,提高摇枕、侧架的产品质量。1我国高棉侧架制造技术的现状目前我国摇枕、侧架的主要工艺状况概述如下。1.1璃砂系统造型根据造型制芯材料的差异,主要分为以下几种:(1)传统的水玻璃砂系统,采用Z2520型造型机造型,机器或手工制芯。(2)改性水玻璃-有机酯造型、制芯生产线。(3)树脂砂造型、制芯生产线。(4)潮模砂造型生产线和pep-set树脂砂制芯生产线。1.2材料和精炼采用B级钢生产摇枕、侧架,3t及以上三相电弧炉、氧化还原法炼钢。有些工厂辅以炉外吹氩喂丝精炼工艺,个别工厂采用炉内精炼工艺。1.3砂处理采用干法落砂、干法清砂工艺。1.4发烧采用天然气、煤气、轻柴油为燃料(有的工厂用电),炉温自动控制的热处理炉。1.5体检表现出障碍摇枕、侧架重要部位采用湿法整体磁粉探伤检查。2现在，生产工艺中存在的主要问题2.1导致铸件关键部位内腔产生降低设计摇枕、侧架内腔由多段、多层、多个砂芯形成,由于受人为因素的影响,芯子段、层间结合处因对接不良常常产生错位,不但导致铸件关键部位内腔产生披缝、台阶、局部掉砂和多肉等铸造缺陷,而且使铸件内腔的几何尺寸和铸件壁厚精度降低。由铸件内腔芯子引起的上述缺陷在生产中靠肉眼检查,不仅难以发现,而且极难清出、修复,其中由组对芯子对接不齐引起的壁厚突变和芯子组合不贴实产生的台阶、披缝因根部应力大,导致裂纹缺陷的倾向性明显增加。2.2需要改进的制造工艺在关键部位的非评定区的热节处存在缩孔缺陷,在非关键部位的热节处缩孔现象更是普遍存在,容易引起缩裂纹。2.3铸造缺陷造成的损伤部分工厂冶炼工艺和过程控制欠佳,导致钢中夹杂物等级和含氧、含气量偏高,造成铸件形成凝固收缩缺陷和焊修缺陷(如热裂纹和气孔)较多,同时容易造成焊补区及热影响区产生延迟裂纹。在上述诸多因素的影响下,有的摇枕、侧架在线路运行过程中出现早期裂纹甚至断裂的严重情况,直接危害铁路运输的行车安全。3改进措施3.1提高工程技术的技术水平按照以工艺为基础,以过程为核心,以质量为目标,以安全为导向的方针,制定了以下工艺方案。(1)整体芯生产。具体工艺方案如下转k5摇入砂芯摇枕和侧架A部位和B部位区域内及A、B部位交接面不得有分芯面;转K6摇枕内腔两斜楔槽中心线之间的区域内或在此基础上向外延伸的区域内为一个没有分芯面的一体砂芯;转K5摇枕从两端A部末端各向两外侧延伸10mm,或以上的整个中部区域内为一个没有分芯面的一体砂芯;侧架两侧三角区内腔为包含导框内腔A部位在内的没有分芯面的一体砂芯;下弦杆内腔为:转K6侧架包含B部位、转K5侧架包含B部位及邻近A部位在内的没有分芯面的整体砂芯。体砂芯的分芯与侧架布置当摇枕、侧架在纵向全长范围内(侧架除中央方框外)采用整体砂芯时,允许摇枕在A、B部位以上位置水平分芯,侧架在纵向中心平面上水平分芯;上、下整片砂芯采用壳芯或实芯制造,保证上、下整片砂芯组芯粘合后,分芯面各处表面光滑平顺。(2)热节部位缺陷缩裂摇枕内腔A部位与立筋交接处、旁承盒根部、斜楔槽根部是比较厚大的热节部位,极易产生收缩裂纹,采用铬铁矿砂激冷效果不佳,须采用冷铁激冷才能解决缩裂问题。侧架A部位比较肥厚,采用冷铁激冷不能解决缩松问题,需采用冒口补缩才可获得致密的铸造组织。进一步降低p、s含量吹氧助熔、矿-氧结合氧化、控制还原气氛、保持白渣出钢,采用炉内精炼或钢包吹氩、喂丝等钢水精炼工艺,进一步降低P、S含量,钢中P、S等有害元素含量降低为优质钢水平(不大于0.030%),非金属夹杂物提高一个合格级别,钢中O含量不大于60×10-6,提高钢水流动性,提高钢的低温冲击韧性,减少裂纹倾向性。摇入运营,提高了疲劳强度采用美国AAR-M-201标准的B+级钢生产摇枕、侧架,使之既保持B级钢优良的塑性指标,又较大幅度地提高了抗拉强度和屈服强度,从而提高了摇枕、侧架的疲劳强度。3.2增加受损检测项目(1)表面改性和铸造缺陷的控制制定摇枕、侧架超声波探伤技术条件,在现有对铸件表面实施湿法荧光磁粉探伤的基础上,在摇枕、侧架A部位增加超声波探伤检测,重点控制铸件内部较大的和集中的孔洞类缺陷(包括缩孔、缩松、气孔等)。(2)光束损伤制定射线探伤技术条件,实施摇枕、侧架定期射线探伤检测,优化铸造工艺。(3)超声波测厚度在摇枕、侧架的A、B部位采用超声波测厚的方法检测铸件的壁厚,确保铸件的尺寸合格。3.3出钢、浇注和力学性能对原材料要严格的检验和控制,包括各种金属材料、非金属材料的成分和规格。对工艺过程中的各参数同样要严格控制。例如:对型砂的湿强度、干强度、水分、透气率、砂型硬度等。对钢水的化学成分控制要严于铁标,不仅控制炉内钢水温度,还要控制浇注温度,高温出钢,低温浇注。规定铸件砂眼、气孔等缺陷的清除方法,控制缺陷焊补时焊条直径、焊接电流,焊后对焊补部位的焊接质量要确认,清除焊渣,用砂轮磨平,检查焊接气孔、咬边,并用探伤的方法检查裂纹。铸钢件力学性能主要靠热处理来获得,热处理过程的控制十分重要,要规定摇枕、侧架的装窑方式,控制热处理的保温温度、保温时间和冷却方式、冷却时间。控制探伤的磁化电流、磁化时间、磁悬液的喷淋时间,使铸件的各部位能够得到磁化,探伤人员能在磁痕消退前进行探伤检查。各工序控制过程和参数范围同样要严格,不许随意更改检测和控制参数。工艺规程要细致,工艺参数要量化,可操作性要强。3.4抛丸清理检查摇枕、侧架的生产工序多,浇铸后的铸件要按炉次进行干法落砂、一次抛丸清理