铁路货车用40Cr扁孔圆销的批量制作工艺

铁路货车用40Cr扁孔圆销的批量制作工艺

作者：赵英明

来源：《科技资讯》2013年第04期

摘 要：本文阐述的40Cr圆销是铁道部运输局运装货车〔2010〕575号规定的铁路货车用制动圆销，现已在铁路新制货车和既有货车转向架固定杠杆与固定杠杆支点，固定杠杆支点与固定杠杆支点座，固定杠杆、游动杠杆与制动梁支柱，固定杠杆、游动杠杆与中（下）拉杆间、柔性支点内的链蹄环间采用。我公司根据《铁路货车制动扁孔圆销和圆销技术条件》要求，从2010年9月份起，着手扁孔圆销试制工艺研究。经过近一年时间的逐渐完善，2012年已确定了扁孔圆销批量生产制作工艺。本文从下料、冲孔、车削、压型、调质、表面淬火+回火、探伤及发黑等方面对扁孔圆销的批量制作工艺进行了较为详细的叙述。 关键词：40Cr 扁孔圆销 批量生产 制作工艺 下料 冲孔 压型 调质 探伤 发黑

中图分类号：TU714 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（a）-0134-01 2010年8月27日至2012年4月12日期间，铁道部运输局先后下发运装货车〔2010〕575号、运装货车745号及运辆货车函[2012]187号文件，制定了铁路新制货车和既有货车制动圆销改造方案，规定转向架固定杠杆与固定杠杆支点，固定杠杆支点与固定杠杆支点座，固定杠杆、游动杠杆与制动梁支柱，固定杠杆、游动杠杆与中（下）拉杆间、柔性支点内的链蹄环间采用扁孔圆销，扁孔圆销需求量大增。

从2010年9月，着手扁孔圆销试制工艺研究。通过部级认证后开始小批量生产、经过不断的工艺改进，2012年已确定了成熟的扁孔圆销批量生产制作工艺，现生产能力达到每月十余万件，确保公司货车造修用扁孔圆销的供应。 1 生产依据 1.1 生产依据

Q/QC56-125-2010铁路货车制动扁孔圆销和圆销。 1.2 相关要求

扁孔圆销型式符合图1规定。 2 工艺流程

下料→冲扁孔→车削外圆及端面→头部加热及压型→调质→表面淬火+回火→探伤→发黑。

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3 工艺内容 3.1 下料

采用现有的棒料剪切机，使用定位板和刀板进行定位剪切下料，保证尺寸。

由于热冲孔过程存在制件的表面变形，选择比制件直径规格大4 mm的棒料。该规格棒料经不用偏心装夹车削外圆后，冲孔变形能被有效消除，提高工作效率。

通过计算和生产实际情况，确定各规格下料的最佳长度为：（1）Φ20扁孔圆销下料长度L=L1+47；（2）Φ28扁孔圆销下料长度L=L1+65；（3）Φ32扁孔圆销下料长度L=L1+68；（4）Φ36扁孔圆销下料长度L=L1+72。

式中L1为成品扁孔销头部下平面与扁孔最近距离（即图1中的L1） 3.2 冲扁孔

采用160 kW可控硅中频电源装置进行加热，壁式冷凝器循环系统进行冷却，风冷和水冷同时进行。采用80 t或100 t冲床进行扁孔冲压。冲床安装好冲孔模后，将圆销杆部一端置于电炉感应装置上加热，加热长度控制在30～40 mm之间，加热温度为1000 ℃～1150 ℃之间时取出放入冲床下模中进行冲扁孔。

冲孔模具的结构决定产品的冲孔质量。试制初期，冲孔后杆径变形过大，给加工带来极大的不便。公司自行设计制造了冲头及冲孔模具，在冲床上下行程过程中自动快速完成夹紧、冲孔、松开动作。同时辅助采用循环泵，实现冲孔过程中自动浇水冷却，解决模具升温过快问题，提高模具生产寿命。 3.3 车削外圆及端面

试制初期，采用普通车床进行扁孔圆销外圆加工，由于扁孔处断续车削，存在打刀现象，1台普通车床加工外圆及两端面需用时约5～10 min，工作效率极低，成为制约扁孔圆销批量生产的瓶颈问题。采用YT系列的硬质合金可换刀头，可以减少打刀现象，也可以快速更换刀头，减少磨刀时间，有效提高加工效率。为了达到批量生产能力，新增2台专用自动机床对圆销杆部进行车削，实现两端面车削及杆部外圆车削两部进行，机床自动上料，极大地提高了车削加工效率，每个工件只需2 min左右。

车削外圆时必须严格保证杆部直径尺寸，可以用压型下胎模型进行自检，减少检测时间。压型前对车削产生的毛刺必须彻底清除，以保证压型后表面质量。 3.4 头部加热及压型

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采用中频炉进行加热。首先启动冷却水系统，然后启动中频炉，将圆料的一端约35～40 mm放入电炉感应圈内加热，加热时间60～90 s，达到700 ℃后取出压型。但加热温度不得高于750 ℃。加热圆料时不允许有过热、过烧等锻造缺陷，过热、过烧的圆料不允许压型使用，加热后圆料不允许蘸水。

压型在摩擦压力机上进行，自制头部压型模具。批量压型前首先要进行试压型，以检查其下料尺寸、模具等是否符合要求，试压合格后方可批量压型。压型时要冲满，标记清晰，圆销表面不得有裂纹、发现裂纹的要及时挑出。 3.5 调质

采用现有的保护气氛网带炉生产线进行淬火加热，淬火装炉温度为840 ℃，保温温度为840±10 ℃，保温时间为30～40 min，淬火剂温度不大于30 ℃，工件淬火后的硬度应大于45 HRC。采用具备风扇的75kw回火炉进行回火加热。自制了淬火筐及回火筒，用于装盛扁孔圆销。回火温度为300℃～350℃，保温时间为120～150 min，保温结束后立即出炉空冷。回火硬度规定为30～35 HRC。 3.6 探伤

采用磁粉探伤机进行逐件连续湿法探伤，探伤部位为两端面以外的全部外表面。 3.7 发黑

采用带加热装置的碱性除油槽、内衬防腐装置的酸洗槽、带有电加热装置的发黑槽、浸油槽及清洗槽进行发黑处理。按照溶液的合适配比、溶液温度和浸液时间进行操作，扁孔圆销表面氧化膜均匀呈黑色，不允许呈现红棕色或红色氧化斑点。 4 结语

40Cr扁孔圆销是铁路货车用新型制动圆销，造修需求量大。我公司按此工艺已批量生产一年，不但能够满足新造4000辆/年及检修10000辆/年同时生产使用，而且具有外销能力。 参考文献

[1] 姜江，彭其凤.表面淬火技术[M].化学工业出版社，2006，1.

[2] 铁道部运输局装备部.铁路货车制动扁孔圆销和圆销技术条件[R].2010，8.