「火車車輪鍛件」水霧冷卻影響火車車輪鍛件使用壽命嗎?車輪鍛件作為鐵路列車的關(guān)鍵零部件，其熱鍛成型工藝為鐓粗→預(yù)成型（見圖1）→冷軋→折彎成型。熱鍛模作為鍛造的關(guān)鍵專用工具，立即危害車輪鍛件的精密度和成型品質(zhì)，因為車輪模具工作中標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)苛，常有凹模板表層裂痕、部分比較嚴(yán)重損壞或坍塌等異常無效的缺點，造成 車輪鍛件出現(xiàn)大批量報費，并且拆換模具所需時間長，導(dǎo)致了電力能源的奢侈浪費，提升公司的鍛件制造成本，使模具花費占車輪鍛件成本費的15%之上，防止熱鍛模異常無效是車輪成型工藝流程的關(guān)鍵，也是車輪制造業(yè)企業(yè)節(jié)約成本的方式之一。

 

 

1原因分析

熱鍛模的無效分成一切正常無效和異常無效，異常無效也叫初期無效，就是指模具因為原材料、制造工藝、工作中全過程等緣故造成 模具還未做到使用期規(guī)定就沒法再次應(yīng)用。因而，防止異常無效需從下列好多個層面開展提升。

01

原材料選擇

車輪成型全過程中，須經(jīng)數(shù)次成型才可以做到設(shè)計方案規(guī)定，每一次成型時模具承擔(dān)的壓力好大，乃至做到5000MPa。因而，為減少產(chǎn)品成本、增加車輪模具的使用期，車輪模具的原材料應(yīng)具有優(yōu)良的延展性、傳熱性和耐磨性能。其原材料應(yīng)選擇高品質(zhì)不銹鋼板材，防止因不銹鋼板材內(nèi)部缺點（如金屬材料參雜物、出氣孔、小白點等）造成 模具產(chǎn)生異常無效。

中國現(xiàn)階段普遍選用3Cr2W8V、4CrMnMo熱模鋼作為熱鍛模的原材料。依據(jù)車輪模具的結(jié)構(gòu)形式、原材料價格及生產(chǎn)制造毛胚總數(shù)等綜合性要素考慮到，選擇4CrMnMo作為模具材料，并大批量購置（經(jīng)真空泵冶煉廠的不銹鋼板材），進廠復(fù)查（從有機化學(xué)成分、合金成分等層面）等對策，嚴(yán)控原材料的購置品質(zhì)，4CrMnMo的有機化學(xué)成分如表1圖示。

02

制造工藝

車輪模具的制造工藝為鍛造、調(diào)質(zhì)處理、機械加工。原材料經(jīng)高溫加溫和溫度勻稱后開展隨意鍛造，鍛造后的毛胚立即開展等溫退火解決，防止了鍛后毛胚因制冷速率過快而造成裂痕。淬火后的毛胚經(jīng)加溫、油淬、淬火后開展特性檢測，檢測達標(biāo)后開展機械加工和制成品查驗，經(jīng)查驗達標(biāo)的模具才可以資金投入車輪生產(chǎn)制造。全部加工過程工藝主要參數(shù)固定不動，機器設(shè)備情況完好無損，保證了模具的制造品質(zhì)。

03

模具工作中全過程

熱鍛模的一切正常使用期為2000~4000件，模具的恰當(dāng)應(yīng)用與維護保養(yǎng)對使用期危害挺大，若操作方法不善，會使使用期大幅度減少好幾倍乃至幾十倍，造成 其異常無效?，F(xiàn)對于危害車輪模具使用期的階段開展深入分析。

關(guān)鍵點1

模具制冷

車輪模具在工作態(tài)度時，模具零件與950~1050℃的高溫胚料開展經(jīng)常觸碰，其表面的溫度可做到500~600℃。高溫使模具零件出現(xiàn)變軟狀況，造成 模具零件強度減少，進而減少使用期。因而每一個車輪成型后，模具需迅速制冷，才可以確保其使用期。

關(guān)鍵點2

留模時間

車輪在成型時，成型時間決策了模具溫度上升的力度和淬火時間的長度。溫度高、留模時間長，淬火效用擴大，造成 模具零件強度減少，造成出現(xiàn)異常摩擦系數(shù)。因而在具體生產(chǎn)制造中應(yīng)降低留模時間，那樣既能夠 減少模具零件表層的溫度，又可以減少淬火時間，提升生產(chǎn)率，增加模具的使用期。

關(guān)鍵點3

潤化

車輪模具在工作中時，模具零件表層與胚料在較高工作壓力下開展強烈磨擦，一些金屬材料氧化皮或殘留金屬材料屑對模具零件表層造成拉傷著磨砂顆粒損壞。因而車輪成型后，應(yīng)立即清除模具零件表層附屬物，并做相對的潤化解決。根據(jù)之上剖析得到，防止車輪模具異常無效需從其工作中全過程開展提升。提升制冷、潤化方法、提升生產(chǎn)率是減少車輪模具異常無效的合理對策。歷經(jīng)不斷完善，模具材料、制造工藝早已完善，但相同規(guī)格型號模具的使用期仍存有很大區(qū)別，關(guān)鍵是由于應(yīng)用全過程制冷不善導(dǎo)致，因此選用不一樣制冷方法開展實驗。

2試驗方案

以便認(rèn)證不一樣的制冷方法對模具使用期的危害，采用留模時間最多、訂購總數(shù)很大的HDSA車輪預(yù)成型模具開展實驗。

3實驗結(jié)果及剖析

圖2制冷方法與生產(chǎn)制造車輪總數(shù)統(tǒng)計分析

制冷方法與生產(chǎn)制造車輪總數(shù)統(tǒng)計分析如圖2圖示，從圖2能夠 看得出，選用空氣壓縮吹掃方法制冷模具時，生產(chǎn)制造車輪的產(chǎn)品數(shù)量至少；選用霧水制冷模具時，生產(chǎn)制造車輪的件最多。

車輪成型后，選用空氣壓縮開展模具制冷時，受全部車輪鍛軋的危害，制冷時間較短，蒸發(fā)冷卻抗壓強度弱，模具零件表面的溫度達到450~550℃，長期處在高溫情況，模具零件部分變軟坍塌導(dǎo)致車輪廢料。

車輪成型后，選用飲用水（工作壓力0.07MPa）人工服務(wù)噴涌方法開展模具制冷，模具零件表層清除選用空氣壓縮（工作壓力0.6~0.8MPa）人工服務(wù)吹掃。人工服務(wù)噴涌飲用水制冷實際效果不勻稱，模具凹模內(nèi)易存在存水，存水被高溫金屬材料封閉式后，產(chǎn)生超高壓的汽體，出模的一瞬間，髙壓汽體會沖破，導(dǎo)致凹模底端沖擊性而造成坑中，這種坑中變成破裂的起始點，造成 模具無效。

選用增加飲用水開展模具制冷，運用飲用水的管路，將原自來水壓力提升到0.8~1MPa，在出入口加噴嘴，并固定不動在沖壓機上，使流水強噴入模具零件上開展制冷及清除。選用該制冷方法會造成 模具零件某些位置制冷速率過快，精確測量環(huán)境溫度為150~200℃，數(shù)次鍛造生產(chǎn)制造后發(fā)覺斜角處出現(xiàn)碎裂，造成 模具無效。另外因為壓力過大，冷卻循環(huán)水立即噴入模具零件表層會出現(xiàn)不一樣水平的沖擊性點，立即造成 模具裂開。

圖3霧水制冷操縱

最終設(shè)計方案自動化控制混和噴嘴用以飲用水與空氣壓縮混和（見圖3），噴嘴的總數(shù)和布局方法依據(jù)模具設(shè)計開展改善。因車輪為環(huán)形，車輪成型后上、上模均需制冷，噴嘴設(shè)計方案時選用園盤狀作架構(gòu)，噴嘴分上、下一層均布，頂層噴頭往上，下一層噴頭往下，各層的噴嘴總數(shù)和布局方法如圖

「火車車輪鍛件」水霧冷卻影響火車車輪鍛件使用壽命嗎?以便防止噴嘴阻塞，將飲用水變軟解決后充壓產(chǎn)生髙壓霧水對模具開展制冷、清除。以便使模具使用期增加到極限，將全自動機械手臂、沖壓機的姿勢與噴霧器制冷全過程開展集成化，另外對髙壓霧水需要的氣體壓強開展實驗，發(fā)覺壓力調(diào)節(jié)為0.5~0.5MPa時車輪預(yù)成型模具可做到勻稱制冷的實際效果，模具零件表層溫控在300~350℃，完成了車輪成型后全自動制冷清除，不但提升了車輪鍛軋的生產(chǎn)率（每一個車輪的生產(chǎn)制造時間由原先的100s減少到60~65s），并且使模具使用期增加到2500~3000件。