「火车车轮锻件」水雾冷却影响火车车轮锻件使用寿命吗?
「火车车轮锻件」水雾冷却影响火车车轮锻件使用寿命吗?车轮锻件作为铁路列车的关键零部件，其热锻成型工艺为镦粗→预成型（见图1）→冷轧→折弯成型。热锻模作为锻造的关键专用工具，立即危害车轮锻件的精密度和成型品质，因为车轮模具工作中标准严苛，常有凹模板表层裂痕、部分比较严重损坏或坍塌等异常无效的缺点，造成 车轮锻件出現大批量报费，并且拆换模具所需时间长，导致了电力能源的奢侈浪费，提升公司的锻件制造成本，使模具花费占车轮锻件成本费的15%之上，防止热锻模异常无效是车轮成型工艺流程的关键，也是车轮制造业企业节约成本的方式之一。
1原因分析
热锻模的无效分成一切正常无效和异常无效，异常无效也叫初期无效，就是指模具因为原材料、制造工艺、工作中全过程等缘故造成 模具还未做到使用期规定就没法再次应用。因而，防止异常无效需从下列好多个层面开展提升。
01
原材料选择
车轮成型全过程中，须经数次成型才可以做到设计方案规定，每一次成型时模具承担的压力好大，乃至做到5000MPa。因而，为减少产品成本、增加车轮模具的使用期，车轮模具的原材料应具有优良的延展性、传热性和耐磨性能。其原材料应选择高品质不锈钢板材，防止因不锈钢板材內部缺点（如金属材料参杂物、出气孔、小白点等）造成 模具产生异常无效。
中国现阶段普遍选用3Cr2W8V、4CrMnMo热模钢作为热锻模的原材料。依据车轮模具的结构形式、原材料价格及生产制造毛胚总数等综合性要素考虑到，选择4CrMnMo作为模具材料，并大批量购置（经真空泵冶炼厂的不锈钢板材），进厂复查（从有机化学成分、合金成分等层面）等对策，严控原材料的购置品质，4CrMnMo的有机化学成分如表1图示。
02
制造工艺
车轮模具的制造工艺为锻造、调质处理、机械加工。原材料经高溫加温和溫度匀称后开展随意锻造，锻造后的毛胚立即开展等温退火解决，防止了锻后毛胚因制冷速率过快而造成裂痕。淬火后的毛胚经加温、油淬、淬火后开展特性检测，检测达标后开展机械加工和制成品查验，经查验达标的模具才可以资金投入车轮生产制造。全部加工过程工艺主要参数固定不动，机器设备情况完好无损，保证了模具的制造品质。
03
模具工作中全过程
热锻模的一切正常使用期为2000~4000件，模具的恰当应用与维护保养对使用期危害挺大，若操作方法不善，会使使用期大幅度减少好几倍乃至几十倍，造成 其异常无效。现对于危害车轮模具使用期的阶段开展深入分析。
关键点1
模具制冷
车轮模具在工作态度时，模具零件与950~1050℃的高溫胚料开展经常触碰，其表面的溫度可做到500~600℃。高溫使模具零件出現变软状况，造成 模具零件强度减少，进而减少使用期。因而每一个车轮成型后，模具需迅速制冷，才可以确保其使用期。
关键点2
留模時间
车轮在成型时，成型時间决策了模具溫度上升的力度和淬火時间的长度。溫度高、留模时间长，淬火效用扩大，造成 模具零件强度减少，造成出现异常摩擦系数。因而在具体生产制造中应降低留模時间，那样既能够 减少模具零件表层的溫度，又可以减少淬火時间，提升生产率，增加模具的使用期。
关键点3
润化
车轮模具在工作中时，模具零件表层与胚料在较高工作压力下开展强烈磨擦，一些金属材料氧化皮或残留金属材料屑对模具零件表层造成拉伤着磨砂颗粒损坏。因而车轮成型后，应立即清除模具零件表层附属物，并做相对的润化解决。根据之上剖析得到，防止车轮模具异常无效需从其工作中全过程开展提升。提升制冷、润化方法、提升生产率是减少车轮模具异常无效的合理对策。历经不断完善，模具材料、制造工艺早已完善，但相同规格型号模具的使用期仍存有很大区别，关键是由于应用全过程制冷不善导致，因此选用不一样制冷方法开展实验。
2试验方案
以便认证不一样的制冷方法对模具使用期的危害，采用留模時间最多、订购总数很大的HDSA车轮预成型模具开展实验。
3实验結果及剖析
图2制冷方法与生产制造车轮总数统计分析
制冷方法与生产制造车轮总数统计分析如图2图示，从图2能够 看得出，选用空气压缩吹扫方法制冷模具时，生产制造车轮的产品数量至少；选用雾水制冷模具时，生产制造车轮的件最多。
车轮成型后，选用空气压缩开展模具制冷时，受全部车轮锻轧的危害，制冷时间较短，蒸发冷却抗压强度弱，模具零件表面的溫度达到450~550℃，长期处在高溫情况，模具零件部分变软坍塌导致车轮废料。
车轮成型后，选用饮用水（工作压力0.07MPa）人工服务喷涌方法开展模具制冷，模具零件表层清除选用空气压缩（工作压力0.6~0.8MPa）人工服务吹扫。人工服务喷涌饮用水制冷实际效果不匀称，模具凹模内易存在存水，存水被高溫金属材料封闭式后，产生超高压的汽体，出模的一瞬间，髙压汽体会冲破，导致凹模底端冲击性而造成坑中，这种坑中变成破裂的起始点，造成 模具无效。
选用增加饮用水开展模具制冷，运用饮用水的管路，将原自来水压力提升到0.8~1MPa，在出入口加喷嘴，并固定不动在冲压机上，使流水强喷入模具零件上开展制冷及清除。选用该制冷方法会造成 模具零件某些位置制冷速率过快，精确测量环境温度为150~200℃，数次锻造生产制造后发觉斜角处出現碎裂，造成 模具无效。另外因为压力过大，冷却循环水立即喷入模具零件表层会出現不一样水平的冲击性点，立即造成 模具裂开。
图3雾水制冷操纵
最终设计方案自动化控制混和喷嘴用以饮用水与空气压缩混和（见图3），喷嘴的总数和布局方法依据模具设计开展改善。因车轮为环形，车轮成型后上、上模均需制冷，喷嘴设计方案时选用园盘状作架构，喷嘴分上、下一层均布，顶层喷头往上，下一层喷头往下，各层的喷嘴总数和布局方法如图
「火车车轮锻件」水雾冷却影响火车车轮锻件使用寿命吗?以便防止喷嘴阻塞，将饮用水变软解决后充压产生髙压雾水对模具开展制冷、清除。以便使模具使用期增加到極限，将全自动机械手臂、冲压机的姿势与喷雾器制冷全过程开展集成化，另外对髙压雾水需要的气体压强开展实验，发觉压力调节为0.5~0.5MPa时车轮预成型模具可做到匀称制冷的实际效果，模具零件表层温控在300~350℃，完成了车轮成型后全自动制冷清除，不但提升了车轮锻轧的生产率（每一个车轮的生产制造時间由原先的100s减少到60~65s），并且使模具使用期增加到2500~3000件。