「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?yàn)檐囕喣＞吖ぷ髦袠?biāo)準(zhǔn)嚴(yán)苛，常有凹模板表層裂痕、部分比較嚴(yán)重?fù)p壞或坍塌等異常無效的缺點(diǎn)，造成 車輪鍛件出現(xiàn)大批量報(bào)費(fèi)，并且拆換模具所需時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致了電力能源的奢侈浪費(fèi)，提升公司的鍛件制造成本，使模具花費(fèi)占車輪鍛件成本費(fèi)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?yàn)樵牧?、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(gè)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(jì)方案規(guī)定，每一次成型時(shí)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(diǎn)（如金屬材料參雜物、出氣孔、小白點(diǎn)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(jià)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(jìn)廠復(fù)查（從有機(jī)化學(xué)成分、合金成分等層面）等對(duì)策，嚴(yán)控原材料的購置品質(zhì)，4CrMnMo的有機(jī)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(jī)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(cè)，檢測(cè)達(dá)標(biāo)后開展機(jī)械加工和制成品查驗(yàn)，經(jīng)查驗(yàn)達(dá)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(dòng)，機(jī)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(hù)保養(yǎng)對(duì)使用期危害挺大，若操作方法不善，會(huì)使使用期大幅度減少好幾倍乃至幾十倍，造成 其異常無效。現(xiàn)對(duì)于危害車輪模具使用期的階段開展深入分析。

關(guān)鍵點(diǎn)1

模具制冷

車輪模具在工作態(tài)度時(shí)，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(qiáng)度減少，進(jìn)而減少使用期。因而每一個(gè)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(diǎn)2

留模時(shí)間

車輪在成型時(shí)，成型時(shí)間決策了模具溫度上升的力度和淬火時(shí)間的長(zhǎng)度。溫度高、留模時(shí)間長(zhǎng)，淬火效用擴(kuò)大，造成 模具零件強(qiáng)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(shí)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(shí)間，提升生產(chǎn)率，增加模具的使用期。

關(guān)鍵點(diǎn)3

潤(rùn)化

車輪模具在工作中時(shí)，模具零件表層與胚料在較高工作壓力下開展強(qiáng)烈磨擦，一些金屬材料氧化皮或殘留金屬材料屑對(duì)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(duì)的潤(rùn)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(rùn)化方法、提升生產(chǎn)率是減少車輪模具異常無效的合理對(duì)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(hào)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(shí)驗(yàn)。

2試驗(yàn)方案

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

3實(shí)驗(yàn)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(jì)分析

制冷方法與生產(chǎn)制造車輪總數(shù)統(tǒng)計(jì)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(shí)，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(shí)，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(shí)，受全部車輪鍛軋的危害，制冷時(shí)間較短，蒸發(fā)冷卻抗壓強(qiáng)度弱，模具零件表面的溫度達(dá)到450~550℃，長(zhǎng)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(shí)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(huì)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(diǎn)，造成 模具無效。

選用增加飲用水開展模具制冷，運(yùn)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(dòng)在沖壓機(jī)上，使流水強(qiáng)噴入模具零件上開展制冷及清除。選用該制冷方法會(huì)造成 模具零件某些位置制冷速率過快，精確測(cè)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?yàn)閴毫^大，冷卻循環(huán)水立即噴入模具零件表層會(huì)出現(xiàn)不一樣水平的沖擊性點(diǎn)，立即造成 模具裂開。

圖3霧水制冷操縱

最終設(shè)計(jì)方案自動(dòng)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(jì)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(jì)方案時(shí)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(duì)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(dòng)機(jī)械手臂、沖壓機(jī)的姿勢(shì)與噴霧器制冷全過程開展集成化，另外對(duì)髙壓霧水需要的氣體壓強(qiáng)開展實(shí)驗(yàn)，發(fā)覺壓力調(diào)節(jié)為0.5~0.5MPa時(shí)車輪預(yù)成型模具可做到勻稱制冷的實(shí)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(dòng)制冷清除，不但提升了車輪鍛軋的生產(chǎn)率（每一個(gè)車輪的生產(chǎn)制造時(shí)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。