引导轮锻件属于盘式导引承重锻件,锻造、热处理工序链条较长,生产管控不到位容易产生各类缺陷,降低锻件力学性能与耐磨疲劳性能,投入使用后存在工程机械行走机构运行安全隐患。了解各类缺陷产生诱因,搭建全流程质量管控体系,能够提升引导轮锻件成品合格率。山西中重重工在引导轮锻件生产过程中,落实缺陷前置预防管控,稳定锻件品质。
锻造阶段常见缺陷包含表面裂纹、折叠、晶粒粗大、轮盘翘曲、轮毂壁厚不均。表面裂纹多由坯料加热不均、终锻温度偏低、型面压制成型变形速率过大造成,金属塑性不足,表层受拉伸应力产生开裂。折叠缺陷是锻造过程金属流动紊乱,表层金属被压入锻件基体形成,折叠位置会形成应力集中点,在接触挤压、交变冲击载荷共同作用下裂纹持续扩展。晶粒粗大一般是坯料加热温度过高,高温保温时间过长,晶粒不断长大,造成锻件韧性下降,抵抗轮面接触冲击载荷的能力减弱。轮盘翘曲、轮毂厚度偏差多由型面成型受力不均、工装定位偏差、变形量分配不合理引发。

针对锻造类缺陷,防控措施从坯料加热环节启动。控制坯料升温速度,采用分段预热,保证坯料内外温度趋于一致,严格把控始锻、终锻温度区间。合理规划镦粗、冲孔、扩孔、型面压制成型的变形方案,控制单次变形量,优化成型方式,减少金属紊流,规避折叠产生;规范工装定位操作,减小轮毂壁厚偏差与轮盘翘曲。锻造完成后进入缓冷坑缓慢冷却,防止冷却应力引发开裂。毛坯冷却完成后先开展外观检验,筛查表面裂纹、折叠,存在不可修复缺陷的毛坯直接剔除,不流入热处理工序。
热处理阶段容易出现轮盘翘曲变形、硬度不均、内部微裂纹。引导轮锻件轮盘与轮毂截面差异明显,不同位置受热与冷却速率存在差异,受热应力和组织应力作用,容易产生轮盘翘曲,增加校正工作量。硬度不达标的情况,多由淬火温度偏低、保温时长不足,组织转变不完全造成。淬火裂纹一般是截面温差过大,内部应力超出材料承受极限。

热处理缺陷防控,需要根据锻件轮盘厚度、轮毂尺寸编制热处理曲线,管控升温、保温、冷却各项参数。优化锻件摆放支撑方式,降低自重与温差带来的变形;热处理完成后按需开展校正作业,校正之后增加去应力回火,消除校正带来的附加应力,防止锻件后续回弹变形。按批次抽检硬度,当硬度指标不合格时,复盘工艺参数,调整热处理方案。
疏松、夹杂、内部裂纹属于内部缺陷,无法依靠肉眼识别,需要借助超声波探伤检测。原材料内部存在夹渣、气孔,锻造变形量不足,孔隙无法充分压实,就会留存疏松缺陷。探伤检测可定位缺陷位置与尺寸,对照锻件验收标准判定锻件是否合格。

引导轮锻件质量管控核心在于前置预防,而非成品检出缺陷。原材料入厂检验、锻造参数监控、热处理工艺执行、探伤与硬度检测,各工序设置检验节点。山西中重重工在引导轮锻件生产中,采用工序自检与专职检验相结合模式,减少缺陷锻件产出。落实缺陷防控,保障引导轮锻件组织稳定,降低工程机械运行中引导轮构件失效概率,为履带工程装备稳定运行提供锻件层面保障。