Влияние технологии ковки на характеристики колес кранов

Колеса кранов, как ключевые несущие элементы промышленного оборудования, напрямую определяют безопасность и надежность эксплуатации. Ковка, обеспечивающая пластическую деформацию и оптимизацию структуры материала, является критическим фактором механических свойств колес.

1. Выбор материала и адаптация к ковке

Крановые колеса обычно используются в качестве сырья для легированной стали 65Mn или CL60. Если взять в качестве примера 65Mn, то его высокое содержание марганца может значительно улучшить прокаливаемость материала и снизить тенденцию к обезуглероживанию поверхности. В процессе ковки дендритная структура внутри материала разрушается, образуя плотную равноосную зернистую структуру, устраняя при этом дефекты литья, такие как рыхлость и пористость. По сравнению с процессом литья, линия потока волокон кованого колеса является более полной, образуя непрерывный поток металла по направлению прокатки, увеличивая прочность на разрыв на 20%-30% и продлевая усталостную долговечность более чем в 1,5 раза. Например, на предприятии тяжелой промышленности используются кованые колеса 65Mn φ500, которые имеют срок службы 80 000 часов в суровых портовых условиях, что значительно превышает аналогичные литейные изделия.

2. Точный контроль параметров процесса ковки

Контроль температуры

В процессе горячей прецизионной ковки температура нагрева должна строго контролироваться выше температуры рекристаллизации материала (обычно 1100-1200°C) для снижения сопротивления деформации. Процесс закрытой штамповки оптимизирует поток заготовок с помощью переключателя и технологии снижения давления, предотвращая преждевременный выход из строя пресс-формы и обеспечивая точность формовки обода и протектора. Измеренные данные компании показывают, что отклонение толщины обода колеса при использовании закрытой штамповки можно контролировать на уровне ±0,5 мм, что лучше, чем ± свободной штамповки на 1,2 мм.

Деформационный расчет

Коэффициент ковки (отношение площади поперечного сечения до и после деформации) напрямую влияет на степень измельчения зерна. Результаты показывают, что когда коэффициент ковки достигает 31, ленточная структура внутри материала значительно улучшается, а ударная вязкость увеличивается на 15%. Для колес большого диаметра (например, φ800 мм) можно использовать технологию многонаправленной штамповки для достижения равномерной деформации сложных участков и предотвращения локальной концентрации напряжений.

Оптимизация пресс-форм

Радиус закругленного угла и наклон уклона полости формы могут снизить сопротивление потоку металла при ковке. Производитель оптимизировал структуру пресс-формы с помощью моделирования методом конечных элементов, сократив потери при испарении поковок колес на 40% и увеличив коэффициент использования материала до 85%.

3.Термическая обработка усиливает синергию технологий

Процесс термообработки после ковки является ключевым звеном в контроле производительности:
Нормализующая обработка: Измельчите зерна с помощью воздушного охлаждения для устранения напряжения ковки и выравнивания твердости. Экспериментальные данные показывают, что твердость протектора колеса после нормализации может достигать HB220-250, что пригодно для последующей отделки.
Закалочный отпуск: Колесо нагревается до температуры выше Ac3, а затем быстро охлаждается с образованием мартенситной ткани, а затем темперированный вилтенсит получают путем отпуска при средней температуре. Твердость колеса 65Mn может достигать HRC45-50, износостойкость увеличена в 3 раза, а контактная усталостная прочность увеличена на 40%.
Поверхностная закалка: Для ключевых деталей, таких как обода и протекторы, используется технология закалки индукционным нагревом, чтобы твердость поверхности достигла HRC55-60, образуя закаленный слой 5-8 мм, эффективно противостоящий износу и точечной коррозии.

Процесс ковки придает крановому колесу превосходные механические свойства за счет синергии уплотнения материала, измельчения зерна и термообработки. С развитием технологии прецизионной ковки и интеллектуальных методов тестирования поковки колес будут продолжать развиваться в направлении легкости и высокой надежности, обеспечивая надежную поддержку для отрасли производства высокотехнологичного оборудования.

Whatsapp/Wechat: +8615517566313