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  • 展會熱點

    高速動車組鑄件制造技術現狀與未來發展趨勢



    動車組(EMU)由九大關鍵系統構成。其中,四個系統使用鑄鋼/鑄鐵/鑄鋁部件,包括高速轉向架(鋁/鋼/鐵鑄件)、車鉤(鋼/鐵鑄件)、牽引系統(鋁/鋼鑄件)和制動系統(鋼/鐵鑄件)。


    鑄鋁件成分、性能指標要求




    鑄鋼件成分、性能指標要求




    鑄鐵件成分、性能指標要求







    變速箱(鑄鋁件)之殼體


    在牽引系統中,應用比較廣泛的鋁鑄件是變速箱。上圖為時速350KM動車組所用的兩種變速箱。每個動力轉向架都配有兩個牽引系統。通常,8節動車組有8個動力轉向架和16套變速箱鑄件。16節動車組需要32套變速箱鑄件。

    變速箱(鑄鋁件)之托架
     

    尺寸:3166×1329×260mm
    重量:660KG
    厚度:18-125mm,平均25mm

    Quality  質量要求
    ☆ 內部質量:100% DR,關鍵部位10% X-ray;
    ☆ 外部質量:不允許任何結殼或淬紋。

    ☆ 動車組變速箱的任何區域都不允許有任何焊接操作;
    ☆ 尺寸容差:CT10-11;
    ☆ 加工面:不允許有≥1mm的孔隙。

    制動系統(鑄鋼件)

    鑄鋼件廣泛應用于動車組牽引系統、制動系統、聯軸器系統和轉向架,如中間車鉤、萬向節叉、軸箱、各種夾緊裝置、支撐架、軸裝/輪裝盤形制動、聯軸器夾具、變速箱支架、電機座、中心銷、中心銷座等。無論從類型還是數量來看,鑄鋼件是高速動車組不可或缺的一部分。


    Quality  質量要求
    ☆ 鑄鋼件生產涉及水玻璃砂型鑄造、樹脂砂型鑄造以及熔模鑄造;
    ☆ 坭芯大部分均采用覆膜砂射芯制作;
    ☆ 一般均采用中頻爐熔煉,部分高要求鑄件需要進行精煉處理;
    ☆ 焊補要求高,焊補作業均需要在熱處理前進行;
    ☆ 部分高要求鑄鋼件需要進行鋼中氣體含量檢測,關鍵區域不允許焊補。

    制動系統(鑄鐵件)之自動夾鉗

    鑄鐵件一般應用于制動缸裝置及制動夾鉗裝置,如缸體、活塞、軛、杠桿、吊架及托吊等。這些鑄鐵件通常不大,平均重量約20kg。


    Quality  質量要求
    ☆ 鑄鐵件生產方式主要為覆膜砂鑄造和樹脂砂型鑄造;
    ☆ 磁粉探傷100%全檢,外在質量要求高;
    ☆ 鑄造缺陷不允許補焊。



    鑄鋁件之變速箱

    對于鑄鋁件來說,熔煉、凈化及熱處理過程對其質量、微觀結構、機械性能等非常重要。尤其對鑄件進行熱處理時,需采用電氣爐加熱鑄件至淬火溫度,并保溫一定時間;鑄件進行水冷處理時,水溫需設定在60±15℃范圍內,且轉移時間不可超過40秒。


    鑄鋼件

    鑄鋼件使用中頻感應爐進行熔煉,全程采用半自動酯硬化水玻璃鑄鋼造型線。


    鑄鐵件

    鑄鐵件過程中,通常采用砂型強度更高的呋喃樹脂砂,可使鑄件具有更好的表面性能和尺寸容差。


    對于下一代動車組EMU來說,為了追求更快的速度(如400km/h),比較直接的方法就是減重。進而節省很多能源。如此,對高鐵鑄件的選擇,將傾向于輕金屬及輕合金材料。鑄造工藝方面,3D打印技術已廣泛應用于鑄型工藝中,更加智能、綠色的制造工藝也越來越多地運用到鑄件中。

    鎂合金鑄件(變速箱)

    采用低壓砂鑄工藝制造的鎂合金變速箱WE43B,相較于傳統鑄件A356具有相同的機械性能。但WE43B重量只有50kg,體重減輕了33%。


    3D打印技術

    相較于傳統的鑄造工藝,3D打印技術在砂模和砂芯等模型制作中,耗時較短。給設計師們留出更多時間進行產品測試及優化設計,甚至可以小批量生產無模鑄件。

    智能綠色制造技術 — 低壓金屬型鑄造(變速箱)

    與低壓砂鑄相比,低壓金屬型鑄造工藝擁有較多優勢:更好的表面粗糙度、更低的尺寸容差、高速冷卻下更佳的機械性能、更智能的作業設備以及更優的工作環境等。

    (本文數據及圖片來自2019 METAL AP"高鐵鑄件技術研討會"中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司材料工藝研發中心副主任夏少華博士帶來的《高速動車組鑄件制造技術現狀與未來發展趨勢》現場報告)
     

     

    地點
    泰國曼谷國際貿易和展覽中心(BITEC)

    時間
    2021年12月16日   上午10:00-下午18:30
    2021年12月17日   上午10:00-下午18:30
    2021年12月18日   上午10:00-下午15:00

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