鍛造軌道輪鍛件技術(shù)條件詳解

鍛造軌道輪鍛件技術(shù)條件詳解

鍛造車(chē)輪軌道輪是軌道交通和重型工業(yè)設(shè)備的關(guān)鍵承重部件，其技術(shù)條件需滿(mǎn)足極高的安全性、耐磨性和抗疲勞性能要求。以下是符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO、AAR、EN）和國(guó)內(nèi)規(guī)范（TB/T）的完整技術(shù)規(guī)范：

一、材料技術(shù)要求

材料選用標(biāo)準(zhǔn)

鐵路標(biāo)準(zhǔn)：

AAR M-107/208（美標(biāo)）：Class B~D級(jí)

EN 13262（歐標(biāo)）：R7~R9T等級(jí)

TB/T 2817（國(guó)標(biāo)）：CL60鋼

工業(yè)軌道輪：

42CrMoA（GB/T 3077）

35CrMoV（高強(qiáng)度輪）

化學(xué)成分控制

math

復(fù)制

下載

CL60鋼典型成分（%）：

C:0.55-0.65, Si:0.20-0.40, Mn:0.60-0.90,

P≤0.020, S≤0.015, [H]≤1.0ppm（真空脫氣）

二、鍛造工藝規(guī)范

工藝流程

復(fù)制

下載

鋼錠→鐓粗（壓縮比≥5）→沖孔→徑軸向軋制→成形

→等溫正火→粗加工→輪緣淬火→精加工→檢測(cè)

關(guān)鍵工藝參數(shù)

工序溫度控制變形要求質(zhì)量控制要點(diǎn)

始鍛 1200±20℃ 鐓粗比≥70% 消除鑄造缺陷 

終鍛 ≥900℃ 總鍛造比≥6 晶粒度控制 

軋制 950-1000℃ 徑厚比≤12:1 超聲波在線監(jiān)測(cè) 

三、熱處理技術(shù)要求

輪緣淬火工藝

感應(yīng)淬火：

硬化層深：10-15mm（踏面下）

硬度梯度：表面58-63HRC，過(guò)渡區(qū)≤15HRC/mm

自回火溫度：250-300℃（殘余奧氏體≤5%）

整體性能熱處理

材料正火溫度回火溫度硬度要求

CL60 830-860℃ 550-580℃ 255-302HB 

42CrMoA 850-880℃ 600-630℃ 280-320HB 

四、機(jī)械性能指標(biāo)

基礎(chǔ)力學(xué)性能

材料等級(jí)抗拉強(qiáng)度(MPa)屈服強(qiáng)度(MPa)延伸率(%)斷面收縮率(%)

AAR C級(jí) ≥860 ≥520 ≥14 ≥30 

EN R8T 880-1080 ≥550 ≥12 ≥28 

CL60 ≥900 ≥540 ≥13 ≥35 

特殊性能要求

接觸疲勞壽命：≥5×10?次（P0=1200MPa）

低溫沖擊：-40℃ Akv≥27J（極地型號(hào)）

五、尺寸與形位公差

加工精度要求

參數(shù)鐵路輪公差工業(yè)輪公差檢測(cè)方法

輪徑(Φ) ±0.5mm ±1mm 激光測(cè)徑儀 

輪緣高度 ±0.3mm ±0.5mm 輪廓儀 

踏面粗糙度 Ra0.8-1.6μm Ra1.6-3.2μm 表面粗糙度儀 

形位公差

徑向跳動(dòng)：≤0.05mm/100mm（鐵路級(jí)）

端面跳動(dòng)：≤0.1mm/200mm

輪轂孔圓柱度：≤0.01mm

六、無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

檢測(cè)體系

檢測(cè)方法執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收等級(jí)缺陷限值

超聲波 ASTM A388 Ⅲ級(jí) Φ1.5mm當(dāng)量 

磁粉 EN 1369 2級(jí) 無(wú)線性缺陷 

渦流 ISO 15549 Class B 裂紋≤0.3mm 

特殊檢測(cè)

殘余應(yīng)力測(cè)試：X射線衍射（表面壓應(yīng)力≥-800MPa）

晶粒度檢測(cè)：ASTM E112（5-8級(jí)）

七、表面處理要求

防腐處理

鐵路輪：水性防銹油（膜厚20-30μm）

港口輪：熱噴鋁（150μm）+氟碳漆

輪緣強(qiáng)化

滾壓加工：進(jìn)給力8-12kN，Ra≤0.4μm

激光熔覆：CoCrW合金層（硬度≥58HRC）

八、臺(tái)架試驗(yàn)要求

型式試驗(yàn)

滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)：

載荷：2.25倍軸重

循環(huán)次數(shù)：≥10?次（無(wú)剝落）

沖擊試驗(yàn)：

落錘能量：≥40J（無(wú)裂紋）

環(huán)境試驗(yàn)

試驗(yàn)類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)條件

鹽霧試驗(yàn) ISO 9227 3000h（C5級(jí)） 

高低溫循環(huán) GB/T 2423.22 -50~+120℃ 

九、文件與認(rèn)證

技術(shù)文件

材料熔煉報(bào)告（含[O]、[N]含量）

鍛造工藝驗(yàn)證報(bào)告（FEA模擬文件）

殘余應(yīng)力分布圖

國(guó)際認(rèn)證

鐵路：AAR M-107（美）、TSI（歐）

工業(yè)：ISO 9001+ISO 14001

十、特殊工況補(bǔ)充

地鐵車(chē)輪

降噪要求：阻尼環(huán)裝配間隙≤0.05mm

制動(dòng)熱負(fù)荷：300℃時(shí)σb≥750MPa

礦山輪

耐磨層：碳化鎢顆粒增強(qiáng)（HV≥1200）

抗沖擊：Akv≥60J（-20℃）

對(duì)于速度≥200km/h的高速車(chē)輪鍛件，需進(jìn)行動(dòng)平衡測(cè)試（不平衡量≤15g·m）。建議采用數(shù)字孿生技術(shù)進(jìn)行全生命周期應(yīng)力監(jiān)測(cè)，關(guān)鍵數(shù)據(jù)保存期限不少于30年。