行走機構鍛打輪鍛件是各類工程機械、軌道臺車、門式設備行走系統的基礎部件。設備移動過程中,輪體踏面持續承受軌道帶來的接觸壓應力,同時不斷承受車體自重形成的徑向荷載,車體啟停與路面顛簸還會帶來交變沖擊載荷。傳統鑄造車輪內部容易形成氣孔、夾渣與組織疏松,在長期碾壓作用下容易出現踏面剝落、輪體開裂。鍛打成型可以依靠外力壓實金屬內部組織,理順金屬纖維走向,所以重載行走設備普遍選用整體鍛打輪鍛件毛坯。
行走機構鍛打輪大多選用中碳合金結構鋼,主流材質包含 50Mn、42CrMo 等合金鋼。鋼材冶煉采用電弧爐熔煉、爐外精煉與真空脫氣整套工藝,穩步降低鋼液內部硫、磷等有害雜質元素,減少非金屬夾雜物的生成,同時降低鋼錠內部游離氫含量,避免鍛件在交變應力作用下產生氫致裂紋。鋼錠澆注成型之后,切除雜質大量聚集的冒口部分,再對鋼錠外表面進行剝皮處理,清理氧化皮層與皮下氣孔缺陷。所有鋼錠原材料進入車間之前,都要完成化學成分檢測與初步無損探傷,將先天冶金缺陷攔截在鍛造工序之前。山西永鑫生重工搭建標準化原料檢驗流程,逐一對行走輪鍛件所用鋼錠進行質檢,穩固毛坯前期冶金質量。
鍛前加熱采用分段階梯升溫工藝。低溫區間慢速預熱,縮小厚大坯料表層與軸心的溫度差值,降低熱應力誘發內部微裂紋的概率;高溫保溫階段延長保溫時長,讓熱量充分滲透到輪轂厚壁區域,保證坯料整體塑性保持一致。行走鍛打輪屬于圓盤類鍛件,核心成型工序為多道次鐓粗。反復軸向鍛壓能夠打碎鑄態粗大晶粒,壓實鋼錠內部縮孔與疏松結構。合理調整鍛造比,保證車輪從踏面外緣到輪轂中心都能獲得充分鍛壓,防止心部留存疏松的鑄態組織。
金屬流線會沿著車輪圓周方向連貫排布,完整的纖維結構可以分散踏面接觸應力,延緩疲勞裂紋擴展。鍛打成型結束后,鍛件送入熱處理爐隨爐緩慢降溫,逐步釋放鍛造作業產生的殘余內應力。鍛后正火作為預備熱處理,能夠均勻化雜亂的鍛造金相組織,細化晶粒,改善元素偏析現象,為后續機械加工與調質熱處理打好基礎。
粗加工完成車輪外形切削后,執行淬火搭配高溫回火的調質工藝,協調鍛件的硬度、強度與韌性。所有工序完成后,開展全覆蓋超聲波探傷,在輪緣、輪轂位置截取試樣,檢測硬度、拉伸以及沖擊性能指標。行走輪鍛件質量依靠全流程工藝管控。山西永鑫生重工嚴格遵守工程機械鍛件行業技術標準,穩定管控冶煉、鍛打、熱處理各項參數,產出組織致密、纖維連續的行走機構鍛打輪鍛件毛坯。