走行機構車輪是起重、礦山、港口軌道設備的基礎承載部件,整機運行過程中持續(xù)承受靜載荷、交變沖擊載荷與軌道摩擦損耗,輪體內部組織狀態(tài)直接決定設備運行穩(wěn)定性。鑄造工藝生產的車輪內部易留存氣孔、疏松、成分偏析等固有缺陷,在長期重載往復作用下易出現踏面剝落、輪緣開裂、整體形變等問題,鍛造成型工藝能夠從金屬組織結構層面改善上述短板,成為工業(yè)走行車輪生產的主流工藝路線。山西永鑫生重工長期深耕重載車輪鍛件生產,依托標準化鍛造體系與大型鍛壓設備,對各類走行車輪鍛件進行全流程塑形處理,穩(wěn)定優(yōu)化鍛件內部金屬組織狀態(tài)。
走行機構車輪鍛件鍛造生產從原料下料環(huán)節(jié)建立基礎管控標準,選用符合國標規(guī)范的碳素結構鋼、低合金結構鋼坯料,進廠后完成光譜成分復檢、原材料無損探傷,剔除內部夾雜、裂紋等先天缺陷。坯料經切割后進入分段加熱工序,采用梯度升溫模式,控制升溫速率規(guī)避坯料內外溫差過大產生熱應力,恒溫階段將鋼坯加熱至 1100℃至 1200℃區(qū)間并充分保溫,保證鋼材塑性達到鍛造作業(yè)標準,為后續(xù)壓力塑形創(chuàng)造條件。山西永鑫生重工配備 15000 噸油壓機,可適配大尺寸、大重量走行車輪鍛件整體鍛打需求,通過鐓粗、拔長、沖孔、擴孔多道工序分步塑形,統(tǒng)一把控鍛造比區(qū)間在 3:1 至 5:1 范圍,依靠高壓作用力擊碎鋼坯內部粗大鑄態(tài)晶粒,壓實疏松空隙,讓金屬纖維沿車輪踏面、輪緣、輪轂受力輪廓連續(xù)分布,弱化局部應力集中隱患。
終鍛溫度管控是維持鍛件組織均勻性的關鍵指標,生產過程借助紅外測溫設備實時采集坯料溫度,終鍛溫度維持在 850℃以上,低溫鍛打會造成晶粒破碎不完全、內部微裂紋滋生。鍛后毛坯及時轉入緩冷工位,避免快速冷卻形成殘余內應力,配套正火處理工序,將鍛件加熱至 900℃左右保溫后分段冷卻,進一步細化晶粒、均勻內部金相組織,消除鍛造環(huán)節(jié)產生的帶狀組織,同步降低整體硬度差值,為后續(xù)熱處理加工鋪墊穩(wěn)定基材。
對比鑄造成型工件,鍛造走行車輪鍛件抗拉強度、屈服強度、常溫沖擊韌性均存在明顯提升,連續(xù)完整的金屬流線可以分散運行過程中的交變應力,減少疲勞損傷累積速度。針對輕載車間行車、中型門式起重機、港口重型軌道設備不同工況,山西永鑫生重工可調整鍛造變形量與保溫時長,匹配 45# 鋼、40Cr、35CrMo、42CrMo、65Mn 等不同材質鍛件的鍛造工藝參數,不采用統(tǒng)一化加工標準,按照部件受力需求定制鍛造流程。
鍛造工序完成后不代表鍛件性能定型,僅完成組織結構優(yōu)化,后續(xù)調質、表面淬火熱處理會進一步平衡硬度與韌性,機械加工修整外形尺寸,多道無損檢測排查隱蔽缺陷。整套鍛造流程不依賴簡化工序壓縮生產周期,依靠穩(wěn)定的壓力、溫度、變形量管控,保障走行機構車輪鍛件內部無肉眼不可見的內部缺陷,適配長期連續(xù)作業(yè)的工業(yè)工況,減少設備停機檢修頻次,提升行走機構整體運行周期。