单辐板轮心裂纹分析及工艺对策.docx

单辐板轮心裂纹分析及工艺对策朱汉红 , 易希兵 , 方荣庆(株洲电力机车厂 单辐板轮心裂纹分析及工艺对策 朱汉红 , 易希兵 , 方荣庆 (株洲电力机车厂 ,湖南 株洲 ,412001) 摘 要 :本文分析了单辐板轮心的裂纹特征 ,探讨了其形成过程 ,找出了产生的原因 ,制订了工艺措施 ,通 过一段时间的生产验证 ,取得了良好的效果 。 关键词 :轮心 裂纹 分析 工艺对策 文献标识码 :A 文章编号 :1004 - 6178 (2000) 01 - 0050 - 04 中图分类号 : T G142 . 1 Anal ysis an d Process Sol ut ions of Cracks in the Single Plate Wheel Center Zh u Ha n2hong , Yi Xi2bi n , Fa ng Rong2qi ng ( Zh uz hou Elect ric L ocom ot i ve W orks , Hu n an Zh uz hou 412001 , chi n a) Abstract :The causes o n t he crack in t he single plate wheel center are analysised in detail in t his paper . The rule for crack forming is understood p roperly and t he p rocess solutio ns are wor ked out . Through a period of p roducing , t he effect is very obvi2 ously. Key Words :wheel center ; crack ; analysis ,p rocess solutio n 裂纹是铸钢 件 常 见 的 一 种 危 害 性 极 大 的 缺 陷 ,其存在严重地影响了零件的使用性能 。轮心 是电力机车走行部件上的关键件 ,机车在运行过 程中 , 它处在巨大的交变应力状态下进行工作 。 因此 ,对轮心铸件的技术要求标准高 、耐疲劳 ,不 允许有裂纹缺陷 。 为了适应我国铁路客运提速的需要 ,株洲电 力机车厂研制了 SS8 Ⅱ型准高速电力机车 ,由于 单辐板轮芯空气阻力小 ,且容易调整动平衡 ,于是 轮心铸件选用单辐板结构 ,同时对质量的要求更 高 。在试制过程中 ,经机加工后在轮心轴孔内发 现裂纹缺陷 ,裂纹发生部位如图 1 所示 。为了防止裂纹缺陷的产生 ,有必要针对轮 心结构 、铸造工艺过程 ,应用凝固理论和传热学原 理 ,对轮心的裂纹缺陷进行认真的分析 ,从而制定 有效的工艺对策 。 1 铸件的特性 1 . 1 铸件结构 如图 1 所示 ,高速机车轮心结构采用单辐板 形式 ,由轮缘 、轮毂 、辐板三部分组成 。与以前生 产的双辐板轮心相比 ,单辐板轮心在轮毂处热节 更大 ,补缩距离更长 ,这无疑增加了铸造工艺的难 度 。 图 1 轮芯铸件结构简图 收稿日期 :1999 - 07 - 09 作者简介 :朱汉红 ( 1972 - ) ,男 ,湖南省双丰县人 ,助理工程师 ,学士 。 — 50 — 《铸造设备研究》1/ 2000朱汉红等 :单辐板轮心裂纹分析及工艺对策1 . 2 铸件材质为了保证力学强度 ,该轮心材料为 ZG25M n ,其元素含量及力学性能见表 1 。从表 1 中可以推算出该钢件的 《铸造设备研究》1/ 2000 朱汉红等 :单辐板轮心裂纹分析及工艺对策 1 . 2 铸件材质 为了保证力学强度 ,该轮心材料为 ZG25M n , 其元素含量及力学性能见表 1 。 从表 1 中可以推算出该钢件的 C E 为 : C E = C + ( Si + M n) / 3 = ( 0 . 38 ～ 0 . 88) % 根据 C E 对照 Fe2C 状态图 ,我们可以知道该种合 金的液 —固相范围较宽 。 1 . 3 铸件重量为 650 kg 件 。 1 . 4 铸件技术要求 1 . 4 . 1 铸件必须符合 TB/ T1400《内燃 、电力机 车铸钢轮芯技术要求》的规定 。 1 . 4 . 2 轮芯轴孔 、轮缘无裂纹缺陷 。 1 . 4 . 3 在轮芯辐板区域内作 X 射线检查 , 其内 部气孔 、夹砂 、夹杂缩松缺陷不超过 GB5677 规定 的三级标准 。 2 生产条件 2 . 1 铸造工艺方案 试制铸造 方 案 如 图 2 所 示 。两 开 箱 , 1 箱 1 件 ,平做平浇轮缘放置 12 个 ?120 ×160 的保温 冒口加补贴 ,轮毂中心采用 ?330