一种整体铸造重型内燃机车转向架的精整工艺

摘要

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。

说明书

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。