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关键铸件工艺确保动车组安全舒适
2013-07-29 03:35:12 来源:中铁在线 作者:李明 【 】 浏览:688次 评论:0


图为项目组技术人员正在研究铸件工艺。
  项目简介

  南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 (简称 中国南车戚墅堰所)从国外引进了时速200公里动车组连接系统和制动系统的制造加工技术,同时还承担了时速200公里轴箱体和齿轮箱的研制任务,其中密接车钩、尾框、接头、夹钳、轴箱体、齿轮箱等铸件都是动车组的重要零部件,其质量、性能直接影响着动车组的安全性、可靠性以及舒适性。

  为了提高这些关键铸件的质量、确保行车安全,使其不仅能适用于时速200公里动车组,而且能适用于时速300公里以上时速等级的动车组,项目组对这些铸件的铸造工艺和可靠性技术开展了深入的研究。

  项目组主要采用铸造凝固模拟高新技术手段,采用从德国引进的MAGMAsoft模拟软件,对密接车钩、尾框、接头、夹钳、轴箱体、齿轮箱等铸件的铸造工艺进行计算机模拟分析,优化铸造工艺,提高铸件质量和使用寿命,确保产品的可靠性。

  动车组产品铸造材料涉及铸钢

  (ZG18MnNiV、ZG28MnNiV、ZG230-450、ZG25MnNiMo)、铸铝 (AlSi7Mg)等,铸造方式涉及水玻璃砂铸造、覆膜砂铸造、熔模铸造、低压铸造等。本项目已取得了一项发明专利以及一项实用新型专利,项目技术已经得到应用,且应用效果良好。

  主要科技创新

  1.首次完成了高速动车组钩缓系统、基础制动系统和机械传动系统关键铸件的国产化工艺研究。项目组采用MAGMAsoft模拟软件,对密接车钩、尾框、框接头、夹钳、轴箱体、轴箱盖、齿轮箱等高速动车组用关键件的铸造工艺进行优化,优选了铸件材料,确定了热处理工艺,提高了铸件的强度等级。

  2.通过工艺优化,项目组采用小保温冒口多点补缩方案,解决了缩孔和裂纹问题,采用成型冷铁、铬铁矿砂,有效减少了缩松及应力集中区的应力,提高了铸件的内在质量,满足了拉力试验、疲劳试验的技术要求,提高了产品的可靠性。

  3.项目组对密接车钩进行了材料性能提升和产品结构改进,使其不仅适用于时速200公里动车组,同时也适用于新一代高速动车组;提升了制动夹钳的材料性能,降低了碳当量,减轻了材料的焊接裂纹倾向。

  4.通过材料和工艺优化,项目部掌握了铸造工艺先进技术,实现了消化、吸收、再创新的目标,使铸件成品率和密接车钩、尾框等铸件的工艺出品率均提高10%以上,取得了较好的社会经济效益。

  5.本项目获得一项发明专利及一项实用新型专利。

  推广应用情况

  动车组关键铸件工艺优化及可靠性技术的研究开始后,其成果已经在密接车钩、夹钳、支持架、框接头、接头托、轴箱体、齿轮箱等许多铸件上成功应用,提高了铸件质量,满足了拉力试验的吨位要求、疲劳试验技术要求,确保了产品的可靠性以及行车的安全性。工艺优化后,铸件生产成品率均提高10%以上,车钩、尾框等铸件工艺出品率提高了10%以上。

  这项研究的应用为中国南车戚墅堰所带来了较高的经济效益。

  1.如果从国外引进这些铸件,铸钢件大约100元/公斤 (不含关税和运输费),而自己生产成本不到20元/公斤,节约了80%的成本。

  2.通过工艺优化完成国产化,实现年销售产值超过2000万元,创造利润超过600万元,节约进口成本超过4000万元。

  3.截至2010年年底:生产完成产值约11480万元,获利润2200万元,节约进口成本费用超过1亿元。

  本项目进一步拓宽了铸件工艺优化及可靠性技术研究的应用范围,更大地提升动车组铸件的内在质量及可靠性。此举不但提高了中国南车戚墅堰所的铸造工艺设计水平和市场竞争力,还提高了中国南车集团的整体铸造水平。

  文、图由中国南车戚墅堰所提供
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