铁路货车L—B型制动梁的制造工艺（2）

　　制造单位多数采用热电耦指示炉温。热电耦摆放位置不合理、数量不够或温度显示器的精度较低时，显示温度与各梁架的实际温度差异较大，极易造成梁架加热温度过高。同时，试棒或梁架摆放不均匀，试棒与热电耦位置和梁架摆放位置偏差较远时，一是试棒不能真实地代表梁架的机械性能和金相组织，极易造成质量失控；二是梁架摆放过密或不规则，极易造成各梁架受热温度不一致；三是热电耦采集的温度不能代表梁架的实际温度。

　　制造单位在梁架切分前后的冷却基本上是采用空冷或风冷，有些单位为保证切分时的梁架温度，往往只注意切分前的冷却速度，而对切分后的冷却不重视，特别是由于我国地域气候差异较大，季节温度、湿度变化明显，不能根据本单位的特点设置或及时调整相应的工艺参数，因而造成产品质量不稳定，甚至批量产品不合格。有的单位在工序中随意设置冷源，随意摆放待冷梁架，都是造成梁架冷却速度过快或不均的原因。

　　由于有的制造单位对原材料的化学成分和性能以及对加热温度和冷却速度等工艺敏感度认识不足，没有认识到碳、硫、磷、锰、硅等化学成分对梁架低温冲击韧性等机械性能的严重影响，铬、钒、铝、铌等合金元素对细化晶粒、改善延性、提高钢材的屈服强度及可焊性的作用，对原材料生产厂的产品特点不重视，在采购不同厂家的原材料或同一厂家不同批次的原材料时，没有进行充分地检验和试验，不了解其工艺特性，仍盲目地沿用同一工艺参数，因而出现批量不合格产品。

　　总之，由于该制动梁的技术标准高，工艺要求严格，所用钢材对热加工工艺的敏感性较强，再加上在生产中影响梁架制造质量的工艺因素很多，特别是产生魏氏组织的条件与梁架热加工工艺的关系非常密切，稍有不慎就会产生不合格的产品。

　　梁架主要制造工艺流程为：入厂检验→钢坯下料→轧制→型钢下料→型钢加热→切分→拉伸→整形→风冷→回火→抛丸→磨修→质量检查→标记→磁粉探伤→交验。

　　根据上述分析，在制动梁制造工艺过程中，梁架原材料方钢轧制为十字型钢或梁架热轧型钢切分、拉伸前的加热温度过高，热加工后冷却速度过快是产生魏氏组织、引发质量问题的最重要原因。因此，严格控制加热温度和冷却速度是解决制动梁质量问题、提高制动梁质量的关键所在。

　　(1)慎重选用梁架轧制加热设备，改善加热设备的加热方式和均匀性，控制设备的温度精确性和稳定性。建议制动梁生产厂家采用自动控温、自动温度记录设备，或对目前的加热设备进行改造，改善设备的加热方式，提高设备加热的均匀性、稳定性和温度控制的精确性，合理控制保温时间，并定期检测炉温，定期校验温控设备的准确度。建议制动梁生产厂家测试并控制加热设备内部的温度梯度；使用测温仪定期检测加热设备内部不同区域的真实温度，并与热电耦的显示温度进行对比，有差异时及时检查并予以调整，测温仪也应进行定期校验。对于采用下烟道排烟方式的加热炉，还应定期检查，清理烟道，防止烟道堵塞造成的炉温不稳定。

　　(2)合理控制热电耦、烧嘴的数量和位置。热电耦应当能够准确显示加热设备内部各个区域的加热温度，烧嘴应能使火焰炉加热充分、炉温均匀。因此，建议根据加热设备的实际情况，多插放几个热电耦，可在炉内四角和其他可能的区域各放1个，便于对设备的加热温度进行综合评定；均匀、充分地布置烧嘴数量，使火焰炉炉温均匀、恒定。对热电耦、温度显示器等还要进行定期校验，保证显示的温度真实可靠。

　　(3)均匀、合理地摆放试棒和梁架。试棒一般取自制动梁梁架十字型钢的大头部分，和同批次钢材制造的梁架一起加热，通过测试试棒的性能来评定该批梁架的性能。通常火焰炉每炉约加热梁架15根(应根据加热设备的实际情况来定)，试棒1块～2块，电炉加热数量则相对较少。为使梁架和试棒受热均匀，应将梁架和试棒合理均匀地摆放，且放在温度梯度符合工艺要求的区域，远离烧嘴，试棒应放在靠近热电耦的位置，使实际受热温度与热电耦显示的温度基本相同。

　　(4)要根据加工单位的地理位置，合理选用加热炉，并进行试验、分析和验证，制定合理的加热温度、冷却速度等关键技术参数，并根据季节进行合理地调整，以确保金相组织、力学性能符合要求并稳定。根据首钢集团公司对原材料的研究，提倡低温轧制，认为梁架热轧型钢切分、拉伸前的加热温度越低，越有利于晶粒细化，加热温度不高于850℃时可得到最佳效果。但是，由于实际轧制加热设备和制造工艺的限制，在制动梁实际制造时达不到如此低的热轧型钢切分加热温度。根据有关制造厂家的经验，加热温度不高于980℃，同时控制冷却方式、保温时间、整形后的温度等关键技术要求时，可以得到符合质量要求的制动梁。在空冷或风冷时，冷却速度为3℃／min～5℃／min，保温时间为25 min～30 min(采用加热炉加热时)，整形后的终止温度高于670℃。

　　梁架原材料对断裂韧性、成型性、可靠性有较高要求。制动梁制造厂家应了解不同原材料生产厂家的产品特点，针对不同厂家的原材料或同一厂家不同批次的原材料进行入厂化验和检验，并根据材料工艺特性制定工艺参数。

　　热加工时由于加热温度和冷却速度控制不当，形成了产生魏氏组织的因素，降低了冲击韧性，使梁架易产生裂纹，甚至断裂。为了消除此影响，就要进行热处理，适当增加成本和工序。

　　(1)加强热加工后的回火工艺控制。整形后的制动梁梁架需要通过回火处理来消除加工应力、组织应力、稳定金相组织并提供优良的低温回火冲击韧性。因此，严格按照要求进行回火处理是提高制动梁质量和性能的重要措施。

　　(2)建议开展对梁架双相区热处理或其他热处理方式的研究，探讨在梁架回火前进行一次均匀化退火的可行性。均匀化退火一般要保持合理的温度，并在此温度下保温后炉冷。

　　建议取消焊缝，对既有制动梁上的焊缝进行热处理，细化晶粒，消除魏氏组织。

　　在铁路货车主要配件中，制动梁一直是故障率较高的配件之一，是铁路货车安全防范的重点。在铁路货物运输向提速、重载发展的形式下，随着列车制动力的加大、制动频次的增加和制动时间的延长，制动梁的可靠性问题变得更加突出。因此，要保证制动梁具有较高的安全可靠性，必须从源头抓起，严格控制制造工艺，并根据各制造单位的实际情况，认真分析，细化工艺，多做试验，摸索规律。解决制动梁制造质量问题的关键是，严格控制梁架原材料方钢轧制为十字型钢和梁架热轧型钢切分、拉伸前的加热温度和热加工后的冷却速度，加强对原材料化学成分的入厂检验，改进热加工后的热处理工艺。