烘干机车轮依靠环形本体承载回转筒体重量,踏面与托轮持续接触滚动,运转状态下同时承受静压力、循环接触应力以及粉尘带来的磨粒磨损。整体锻造成型的烘干机车轮锻件,金属基体连续致密,内部缩松、气孔缺陷少,抗疲劳、抗磨损表现优于铸造结构,在矿渣、黏土、有机肥等长时间连续烘干场景中使用广泛。山西中重重工可生产不同外径、厚度规格的烘干机车轮锻件,依照客户图纸、技术协议组织全流程生产,同步管控锻件内在质量与外观质量。
钢锭作为烘干机车轮锻件的原始坯料,冶金质量是基础前提。冶炼阶段控制钢液内气体含量,减少气孔缺陷风险,控制非金属夹杂物尺寸与分布状态。钢锭凝固产生的中心疏松、枝晶偏析,依靠冶炼手段难以完全消除,需要借助后续锻造塑性变形改善。钢锭进入锻造车间,先开展表面清理与缺陷切除,去除重皮、氧化堆积物、表层裂纹等缺陷,避免缺陷被压入锻件内部形成隐藏隐患。

锻造工艺方案围绕烘干机车轮环形承压、踏面受载的结构特点设计。车轮包含轮毂、轮缘,截面变化明显,锻造工序依次为镦粗压实、冲孔、扩孔、圆弧整形。锻造比设置保证车轮踏面及轮毂受力区域获得充分变形,压实内部疏松缺陷;同时控制单次压下量,防止局部变形过大造成锻件撕裂。锻造操作重点关注轮毂与轮缘过渡圆弧成型,平缓过渡结构降低应力集中,金属流线沿着车轮环形受力方向分布,有利于提升锻件抵抗循环接触载荷的能力。

热处理方案根据选用材质和技术指标制定。大部分烘干机车轮锻件采用正火回火或者调质热处理工艺,调整基体金相组织,实现强度、塑性、冲击韧性的合理匹配。车轮轮缘踏面截面薄、冷却快,轮毂位置厚重、冷却缓慢,二者冷却速度差异明显,容易造成不同位置硬度偏差,需要调整冷却方案,控制截面之间组织差异。合金元素可以提升回火稳定性,在环境温升工况下,性能衰减相对平缓。热处理完成后锻件内部留存残余应力,尺寸精度要求较高的烘干机车轮锻件,会安排单独的去应力回火工序。

锻件粗加工之后进入检测工序。超声波探伤扫查锻件本体、轮毂以及轮缘位置,识别内部夹杂、裂纹、疏松等缺陷;磁粉探伤重点对踏面、过渡圆弧根部等应力集中位置开展检测。硬度检测多点取样,记录踏面、轮毂位置硬度数值;尺寸检测核对外径、内孔、厚度、圆弧尺寸,同步检测圆度。变形超差的锻件经过校正处理后,必须增加去应力回火,消除校正带来的附加应力。
车轮锻坯阶段潜藏的缺陷,大多在精加工或者设备长期服役之后显现,一旦踏面或者圆弧位置萌生疲劳裂纹,会造成筒体运行晃动,带来备件更换、停机检修等成本。山西中重重工在烘干机车轮锻件生产过程中,执行自检与专检相结合的工序检验模式,上道工序检验合格方可流转下道工序,配套完整质量文件。回转烘干设备品类持续拓展,烘干机车轮锻件的外径、厚度规格需求不断丰富,标准化的锻造、热处理以及检测体系,可以稳定交付符合技术协议要求的锻件产品。