CN108705069B - 一种整体铸造重型内燃机车转向架的精整工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种整体铸造重型内燃机车转向架的精整工艺,转向架铸件打箱后凉至室温,然后上振动落砂床落砂、喷丸;切割冒口后再次喷丸,进行磁粉探伤、缺陷焊补;确定变形量,根据变形量预留矫形量,对转向架铸件进行热处理;该热处理过程同时起到满足性能、消除焊接及铸造应力、矫形3个作用;热处理后按照图纸,采用对称加工的方式,精加工一次加工到位。采用本发明优化后的工艺流程,重型内燃机车转向架的精整生产周期从16周缩短到了6周,满足了用户需求,同时降低生产成本20%以上。
Description
技术领域
本发明涉及铸造技术领域,尤其涉及一种整体铸造重型内燃机车转向架的精整工艺。
背景技术
重型内燃机车的转向架即重型内燃机车底盘,服役时承受重载和频繁的冲击载荷作用,是重型内燃机车运行部分的重要受力部件,要求安全工作年限为20年以上。
重型内燃机车转向架的质量验收标准非常高,要求按照《ASTM E 709-2015磁粉检测》标准进行磁粉探伤,表面不能有线性显示或其他超标宏观缺陷;首件整体射线探伤,关键区域按4级验收,非关键区域按5级验收;形位尺寸为±1.5mm。
如图1所示,转向架的结构比较特殊,其形状复杂,壁薄且不均匀,非常容易变形,在铸件精整过程中用于矫形、缺陷修复的时间较长,不仅生产成本较高,而且生产周期需要16周以上的时间,不能满足用户的需求,因此需要优化生产工艺流程,在保证质量的前提下尽量缩短精整时间。
发明内容
本发明提供了一种整体铸造重型内燃机车转向架的精整工艺,铸件先经清砂、喷丸、探伤及补焊修缺陷,再进行热处理,热处理同时起到保证性能、消除应力、矫形三个作用,省去焊后消应力热处理过程,热处理后一次精加工到位;从而大大缩短了精整过程的生产周期,满足了用户需求,同时降低了生产成本。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
一种整体铸造重型内燃机车转向架的精整工艺,包括以下步骤:
a.转向架铸件打箱后凉至室温,然后上振动落砂床落砂、喷丸;
b.切割冒口后再次喷丸,进行磁粉探伤、缺陷焊补;
c.确定变形量,根据变形量预留矫形量,对转向架铸件进行热处理;该热处理过程同时起到满足性能、消除焊接及铸造应力、矫形3个作用;如图2所示,热处理过程包括:
1)正火:利用窑枕压住转向架铸件的对角位置,并在壁薄的地方覆盖保温材料,以小于50℃/h的升温速度升温至880~920℃,按照1h/20~30mm壁厚计算保温时间,保温结束后,出炉空冷到300℃以下;
2)在300℃以下开始回火处理,以不大于60℃/h的升温速度将转向架铸件升温至580~610℃,保温6~7h,炉冷至200℃以下;
d.按照图纸,采用对称加工的方式,精加工一次加工到位。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)铸件打箱凉至清砂后喷丸,避免了铸件表面的化学粘砂,防止热处理过程中出现二次烧结造成清理困难;
2)现有铸造重型内燃机车转向架的工艺流程(参见申请号为CN 103121081B的中国专利,“一种整体铸造重型大马力内燃机车转向架的方法”)包括:性能热处理、粗加工、探伤、修缺陷、焊后消应力及精加工。本发明采用先进行探伤、修缺陷,然后进行热处理的工艺,热处理过程同时起到保证性能、消除应力、矫形三个作用,无需单独进行焊后消应力热处理,简化了工艺流程;
3)去除了原来工艺中性能热处理后的矫形热处理,节省了热处理成本,也避免了退火状态下性能不合格的风险;
4)现有重型内燃机车转向架的精整过程需要两次加工(粗加工过程和精加工过程),本发明在热处理后一次精加工到位,节省了加工时间和铸件的周转时间;
5)按照本发明优化后的工艺流程,重型内燃机车转向架的精整生产周期从16周缩短到了6周,生产成本降低了20%以上。
附图说明
图1是本发明所述整体铸造重型内燃机车转向架的结构示意图。
图2是本发明所述热处理工艺曲线图。
图3是本发明实施例中整体铸造重型内燃机车转向架的加工工艺流程图。
具体实施方式
本发明所述一种整体铸造重型内燃机车转向架的精整工艺,包括以下步骤:
a.转向架铸件打箱后凉至室温,然后上振动落砂床落砂、喷丸;
b.切割冒口后再次喷丸,进行磁粉探伤、缺陷焊补;
c.确定变形量,根据变形量预留矫形量,对转向架铸件进行热处理;该热处理过程同时起到满足性能、消除焊接及铸造应力、矫形3个作用;热处理过程包括:
1)正火:利用窑枕压住转向架铸件的对角位置,并在壁薄的地方覆盖保温材料,以小于50℃/h的升温速度升温至880~920℃,按照1h/20~30mm壁厚计算保温时间,保温结束后,出炉空冷到300℃以下;
2)在300℃以下开始回火处理,以不大于60℃/h的升温速度将转向架铸件升温至580~610℃,保温6~7h,炉冷至200℃以下;
d.按照图纸,采用对称加工的方式,精加工一次加工到位。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例】
如图3所示,本实施例中,整体铸造重型内燃机车转向架(如图1所示)的生产工艺过程包括以下步骤:
a.按照转向架的结构特征,其浇注系统设计成封闭结构,在开口端设与铸件相对应的等壁厚拉筋防止变形,壁厚14~16mm;腿部设V型拉筋;采用变化缩尺工艺,长度方向缩尺11‰,宽度方向缩尺10‰;
b.采用碱性酚醛树脂砂造型,采用面背砂工艺,面砂用新硅砂,R角部位用30mm厚的铬铁矿砂,背砂用再生硅砂,树脂加入量为1.5~1.8%;用12mm粗的尼龙管进行排气;
c.浇注温度为1560~1575℃,采用封闭的环形浇注系统,浇道采用20mm厚的带子母扣的陶瓷管;
d.浇注3天后打箱,打箱后在静止空气中凉至室温,然后上振动落砂床进行清砂、喷丸;
e.用气割枪切割冒口,然后再次喷丸,进行整体磁粉探伤、挖除缺陷、缺陷焊补,焊后再进行探伤确认,直至合格;如果用气刨的方式去除缺陷,气刨前要去除缺陷处的水分,气刨后打磨去除2~3mm增碳层,然后再焊补,焊补时铸件温度≥10℃;
f.划线确定变形量,并标注在铸件上,然后进行热处理,热处理同时具有满足性能、消除铸造及焊接应力、矫形的三重功能;热处理时根据变形量摆放铸件进行矫形,在铸件上放置3根热电偶;如图2所示,热处理包括以下步骤:
1)正火:用窑枕压住转向架铸件的对角位置,并在壁薄的地方覆盖保温材料,以40℃/h的升温速度升温至900℃,按照1h/25mm壁厚计算保温时间,保温结束后,空冷到300℃;
2)在300℃开始回火处理,以60℃/h的升温速度升温至580℃,保温6h,炉冷至200℃;
g.尺寸合格后去除拉筋,然后按照图纸一次精加工到位;
h.所有加工面进行磁粉探伤,如果有缺陷,用旋转锉挖除缺陷、缺陷焊补、焊后再进行探伤确认,直至合格;
i.进行附件的焊接装配,采用对称焊接的方式进行焊接;
j.焊缝位置进行磁粉探伤,焊接修复缺陷;
k.进行最终检查、喷漆,包装后入库或发货。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种整体铸造重型内燃机车转向架的精整工艺,其特征在于,采用碱性酚醛树脂砂造型铸造的铸件先经清砂、喷丸、探伤及补焊修缺陷,再进行热处理,热处理后一次精加工到位;具体包括以下步骤:
a.转向架铸件打箱后凉至室温,然后上振动落砂床落砂、喷丸;
b.切割冒口后再次喷丸,进行磁粉探伤、缺陷焊补;
c.确定变形量,根据变形量预留矫形量,对转向架铸件进行热处理;该热处理过程同时起到满足性能、消除焊接及铸造应力、矫形3个作用;热处理过程包括:
1)正火:利用窑枕压住转向架铸件的对角位置,并在壁薄的地方覆盖保温材料,以小于50℃/h的升温速度升温至880~920℃,按照1h/20~30mm壁厚计算保温时间,保温结束后,出炉空冷到300℃以下;
2)在300℃以下开始回火处理,以不大于60℃/h的升温速度将转向架铸件升温至580~610℃,保温6~7h,炉冷至200℃以下;
d.按照图纸,采用对称加工的方式,精加工一次加工到位。
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