冶金转运台车、矿山移动设备、轨道输送装置依靠无边轮实现承载行进,构件长期处于低速重载工作环境。无边轮锻件力学性能达不到使用要求时,容易出现踏面磨耗加速、整机震动增大等现象,干扰生产线连续作业。想要保障装备长期平稳运行,需要结合无边轮锻件工况特征,落实全流程工艺管控,把握制造阶段各类关键控制点。
无边轮锻件持续承受静态荷载与动态交变载荷,轮踏面长期与轨道发生滚动摩擦,部分使用场景存在冷热交替环境,这就要求锻件同时具备稳定的基体韧性与表层耐磨能力。单纯提高硬度会削弱锻件韧性,遭遇冲击荷载时容易形成表层裂纹;过度侧重韧性指标,又会加快踏面磨损,两种情况都会缩短构件服役周期。无边轮锻件制造的核心思路,依托适配的材质选型与热处理方案,实现硬度、强度、冲击韧性之间的平衡。

材质选型需要结合设备现场运行工况灵活调整。常规常温转运工况,可选用合金调质钢锻件;温差波动较大、频繁承受冲击荷载的场景,优先选用热稳定性更好的合金钢材料。不同规格无边轮锻件截面厚度存在区别,厚截面锻件需要充分考量钢材淬透水平,缩小锻件表层与芯部力学性能差值。山西中重重工结合客户设备参数、现场运行环境,制定对应的材质方案与热处理工艺方案,让无边轮锻件更好匹配实际工况。
锻造成型环节重点维护金属流线合理分布。多数重载工况所使用的无边轮锻件采用整体锻造成型,不采用分体焊接结构,规避焊缝区域力学性能薄弱的问题。锻造过程坯料塑性变形量维持在合适区间,变形量不足难以充分细化晶粒,变形量过大容易造成内部组织紊乱。生产过程持续监测坯料温度变化,及时调整锻造节奏,保证锻件各个区域变形均匀,降低后续热处理发生形变的概率。

热处理是调整无边轮锻件力学性能的核心工序。锻造毛坯内部组织处于不稳定状态,同时蓄积锻造产生的残余应力,如果不进行妥善处置,锻件投入使用后应力缓慢释放,有可能引发形体变形。生产企业可以按照锻件使用需求,选用正火回火、调质、调质搭配表面淬火等工艺路线。热处理炉内维持温度均匀,管控升温速率、保温时长、冷却速度,缩小锻件内外组织性能差距。热处理完成后按照规范取样开展力学性能试验,检测硬度、冲击等指标,验证热处理实施效果。
质量检测贯穿无边轮锻件生产全过程,依次开展原材料检验、锻造工序巡检、热处理性能抽检、成品无损探伤、尺寸精度核验。成品探伤重点覆盖轮踏面、轮毂过渡圆角等应力集中区域,这类位置更容易萌生疲劳裂纹。尺寸检测着重管控踏面圆柱度、轴孔同轴度,保障精加工完成之后装配精度满足使用条件。

重工装备持续朝着长服役周期、降低运维投入的方向发展,无边轮锻件作为行走机构重要配套构件,对应的工艺管控标准持续完善。制造企业应当持续优化锻造、热处理工艺参数,搭建完整质量追溯体系。山西中重重工长期开展多种规格无边轮锻件生产制造,持续积累不同工况下工艺实践数据,完善生产管控标准,产出适配各类重载行走设备的无边轮锻件,保障工业生产有序推进。