行走机构锻打轮锻件是各类工程机械、轨道台车、门式设备行走系统的基础部件。设备移动过程中,轮体踏面持续承受轨道带来的接触压应力,同时不断承受车体自重形成的径向荷载,车体启停与路面颠簸还会带来交变冲击载荷。传统铸造车轮内部容易形成气孔、夹渣与组织疏松,在长期碾压作用下容易出现踏面剥落、轮体开裂。锻打成型可以依靠外力压实金属内部组织,理顺金属纤维走向,所以重载行走设备普遍选用整体锻打轮锻件毛坯。
行走机构锻打轮大多选用中碳合金结构钢,主流材质包含 50Mn、42CrMo 等合金钢。钢材冶炼采用电弧炉熔炼、炉外精炼与真空脱气整套工艺,稳步降低钢液内部硫、磷等有害杂质元素,减少非金属夹杂物的生成,同时降低钢锭内部游离氢含量,避免锻件在交变应力作用下产生氢致裂纹。钢锭浇注成型之后,切除杂质大量聚集的冒口部分,再对钢锭外表面进行剥皮处理,清理氧化皮层与皮下气孔缺陷。所有钢锭原材料进入车间之前,都要完成化学成分检测与初步无损探伤,将先天冶金缺陷拦截在锻造工序之前。山西永鑫生重工搭建标准化原料检验流程,逐一对行走轮锻件所用钢锭进行质检,稳固毛坯前期冶金质量。
锻前加热采用分段阶梯升温工艺。低温区间慢速预热,缩小厚大坯料表层与轴心的温度差值,降低热应力诱发内部微裂纹的概率;高温保温阶段延长保温时长,让热量充分渗透到轮毂厚壁区域,保证坯料整体塑性保持一致。行走锻打轮属于圆盘类锻件,核心成型工序为多道次镦粗。反复轴向锻压能够打碎铸态粗大晶粒,压实钢锭内部缩孔与疏松结构。合理调整锻造比,保证车轮从踏面外缘到轮毂中心都能获得充分锻压,防止心部留存疏松的铸态组织。
金属流线会沿着车轮圆周方向连贯排布,完整的纤维结构可以分散踏面接触应力,延缓疲劳裂纹扩展。锻打成型结束后,锻件送入热处理炉随炉缓慢降温,逐步释放锻造作业产生的残余内应力。锻后正火作为预备热处理,能够均匀化杂乱的锻造金相组织,细化晶粒,改善元素偏析现象,为后续机械加工与调质热处理打好基础。
粗加工完成车轮外形切削后,执行淬火搭配高温回火的调质工艺,协调锻件的硬度、强度与韧性。所有工序完成后,开展全覆盖超声波探伤,在轮缘、轮毂位置截取试样,检测硬度、拉伸以及冲击性能指标。行走轮锻件质量依靠全流程工艺管控。山西永鑫生重工严格遵守工程机械锻件行业技术标准,稳定管控冶炼、锻打、热处理各项参数,产出组织致密、纤维连续的行走机构锻打轮锻件毛坯。