Un'analisi completa del processo di fabbricazione delle parti in acciaio del treno: dal prototipo al prodotto finito

Introduzione
I treni sono la spina dorsale del moderno trasporto ferroviario e la loro sicurezza e stabilità influiscono direttamente sulla vita e sulla proprietà dei passeggeri. Come componenti strutturali core, Get Parti d'acciaio per treni Portare carichi meccanici significativi e forze di impatto, che richiedono requisiti di produzione estremamente rigorosi. Le parti in acciaio fuso non devono solo possedere eccellenti proprietà meccaniche, ma durante il processo di produzione dimensionale e la qualità della superficie.

1. Progettazione e creazione di modelli
Design in parte
La progettazione di parti di treni in acciaio fuso deve essere basata su un'analisi delle forze che sperimenteranno durante il funzionamento e l'ambiente operativo. Gli ingegneri di progettazione utilizzano software di simulazione avanzata come l'analisi degli elementi finiti (FEA) per eseguire simulazioni meccaniche per garantire la solidità e la sicurezza strutturali. I materiali comunemente usati, come l'acciaio ad alta resistenza a bassa lega, devono soddisfare gli standard ferroviari nazionali e le specifiche internazionali per la composizione e le prestazioni. La fase di progettazione richiede anche la considerazione delle limitazioni del processo di fusione, come la direzione di versamento, la distribuzione del restringimento e la velocità di raffreddamento, per evitare difetti durante la produzione successiva.

Creazione di modelli
Il modello è il fondamento del processo di fusione e deve replicare accuratamente i disegni di progettazione. I materiali tradizionali utilizzati includono legno, plastica, cera e metallo. I metodi comuni includono la lavorazione e la stampa 3D, quest'ultimo dei quali è diventato sempre più popolare negli ultimi anni a causa della sua alta precisione e capacità di produrre forme complesse. Dopo la produzione del modello, è necessario un trattamento superficiale per garantire una finitura liscia e impeccabile ed evitare fori e superfici ruvide nella fusione. Le indennità di lavorazione sono anche incluse nella progettazione del modello per facilitare la lavorazione successiva.

2. Making
Stampi di fusione di sabbia
Gli stampi di sabbia sono il tipo di stampo più comunemente usato e sono realizzati con sabbia argillosa refrattaria o sabbia di resina. La creazione di muffe comporta la formazione, la creazione di core e l'assemblaggio. Durante la formazione, uno stampo viene premuto nella sabbia per creare una cavità. Lo stampo viene quindi rimosso per creare la cavità della fusione. Il componente centrale richiede una scatola di base in materiale refrattario per fissare la struttura interna. Gli stampi di sabbia offrono un'eccellente permeabilità all'aria e resistenza alla muffa, facilitando lo scarico del gas e il flusso di acciaio fuso.

Stampi metallici
Per le parti prodotte in serie che richiedono alta precisione, è possibile utilizzare stampi metallici, come stampi in acciaio. Stampi metallici offrono vantaggi come un'elevata resistenza all'usura, una lunga vita e stabilità dimensionale, ma sono più costosi da produrre e sono utilizzati principalmente per getti di piccole dimensioni e complesse. Gli stampi metallici sono fabbricati utilizzando macchine utensili a CNC e richiedono un trattamento termico per migliorare la durezza e la resistenza all'usura.

3. Scioglimento e versamento
Fusione in acciaio
Il processo di fusione viene in genere eseguito in un forno ad arco elettrico o in un forno a induzione. La temperatura del forno e la composizione chimica sono regolate in base alla miscela di acciaio. Il contenuto di elementi come carbonio, zolfo e fosforo è rigorosamente controllato per garantire la forza e la tenacità della fusione. Durante il processo di fusione vengono aggiunti anche deossidanti ed elementi legati per migliorare la purezza e le prestazioni dell'acciaio. Dopo la fusione, la temperatura di acciaio fuso viene misurata per assicurarsi che sia alla temperatura del liquido appropriata durante il versamento.

Processo di versamento
Il versamento è un passo critico che colpisce la qualità del casting. L'acciaio fuso scorre nella cavità dello stampo attraverso il sistema di gate. Un sistema di gating ben progettato garantisce un flusso liscio di acciaio fuso, evitando la turbolenza e la formazione dei pori. La velocità e la temperatura di versare devono essere strettamente controllate. Una velocità troppo veloce può portare a inclusioni di gas, mentre una velocità troppo lenta può facilmente formare una chiusura fredda. Dopo aver versato, l'acciaio fuso si solidifica gradualmente all'interno dello stampo. La frequenza di raffreddamento ha un impatto diretto sulla struttura del grano e sulle proprietà di fusione.

4. Casting di pulizia e trattamento termico
Pulizia
Dopo la solidificazione, la fusione richiede una schiacciamento dello stampo di sabbia, la rimozione del flash e la pulizia della superficie. Le apparecchiature meccaniche come taglierine e smerigliatrici vengono utilizzate per rimuovere il materiale in eccesso per garantire un chiaro profilo di fusione. La pulizia rimuove anche la sabbia e la scala residue per migliorare la finitura superficiale. I difetti superficiali come pori e inclusioni vengono riparati mediante saldatura.

Trattamento termico
Il trattamento termico è un passo cruciale per migliorare le proprietà meccaniche dei getti. La ricottura elimina le sollecitazioni interne e migliora l'uniformità della microstruttura; La normalizzazione raffina le dimensioni del grano e aumenta la forza; Destinguere rapidamente raffredda l'acciaio per formare una struttura martensitica dura; e il temperamento regola l'equilibrio tra durezza e tenacità. I parametri di trattamento termico devono essere adattati con precisione alla composizione del materiale e all'uso previsto per evitare il surriscaldamento o il sottoinvolgente, il che può portare al degrado delle prestazioni.

5. Macchinatura e ispezione
Lavorazione
I getti trattati con calore in genere subiscono operazioni di finitura, tra cui rotazione, fresatura, perforazione e macinazione, per ottenere dimensioni progettate e tolleranze geometriche. La lavorazione non solo garantisce l'accuratezza del montaggio, ma migliora anche la finitura superficiale e migliora le prestazioni in parte. Durante la lavorazione, è necessario prevenire la deformazione e il danno e gli apparecchi devono essere utilizzati per fissare le parti e controllare le indennità di lavorazione.

Ispezione di qualità
Le parti in acciaio gettate devono sottoporsi a rigorosi test non distruttivi, compresi i seguenti:
Test ad ultrasuoni (UT): rileva crepe, inclusioni e altri difetti interni.
Test radiografico (RT): utilizza l'imaging a raggi X per identificare i pori e le crepe interne.
Test di particelle magnetiche (MT): rileva crepe di superficie e sottosuolo. Misurazioni dimensionali e test di proprietà meccanica (trazione, durezza e test di impatto) vengono eseguite contemporaneamente per garantire che il prodotto soddisfi la progettazione e i requisiti standard.

6. Ispezione e imballaggio del prodotto finito
Ispezione finale
Dopo la lavorazione e il test, viene condotta un'ispezione visiva completa per garantire l'assenza di crepe, deformazione, ruggine e altri problemi. Le dimensioni vengono riviste per confermare l'accuratezza dell'assemblaggio. I test funzionali vengono eseguiti su parti chiave, come il bilanciamento dinamico dell'asse.

Imballaggio e trasporto
I prodotti finiti vengono confezionati utilizzando materiali che assorbono gli shock per prevenire danni durante il trasporto. Gli inibitori della ruggine vengono applicati sulla superficie per prevenire la ruggine. L'etichetta dell'imballaggio indica chiaramente il modello di prodotto, le specifiche, la data di produzione e le precauzioni per garantire logistica e installazione senza problemi. .