麻艷艷

（中車眉山車輛有限公司，四川眉山620032）

1 引言

中國鐵路貨車中鑄鋼件占有重要的地位，搖枕、側(cè)架、車鉤等鑄鋼件是貨車車輛三大關(guān)鍵部件，其熱處理質(zhì)量直接影響到鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)的安全[1]。運(yùn)裝貨車【2006】79號文中明確提出臺車式熱處理方式采用同爐同窯的要求。本文根據(jù)連續(xù)式熱處理的特點(diǎn)，通過試驗(yàn)，提出在連續(xù)式熱處理可以不用對“同爐同窯”進(jìn)行控制，并對如何控制連續(xù)式熱處理質(zhì)量提出了一些看法。

2 美國鐵路用鑄鋼件技術(shù)條件AAR-M-201中對熱處理的相關(guān)要求

AAR-M-201技術(shù)條件作為美國鐵路學(xué)會機(jī)械分會頒布的鑄鋼件技術(shù)條件,自1923年被采用時起,經(jīng)過幾十年的修訂、完善,已成為世界各國鑄鋼件生產(chǎn)、采購和驗(yàn)收的技術(shù)指導(dǎo)和操作標(biāo)準(zhǔn),也成為我國制訂相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)被等效采用的技術(shù)條件[2]。目前，我國鐵路鑄鋼件一般使用符合美國AAR-M-201標(biāo)準(zhǔn)的鑄鋼材質(zhì)，取代了長期以來一直使用的ZG230-450碳鋼，如搖枕、側(cè)架使用B級鋼或B+級鋼，車鉤和尾框使用C級鋼或E級鋼。

表1 鐵路常用鑄鋼件材料的力學(xué)性能

由表1可以看出ZG25MnCrNiMo這個牌號的鋼種，通過不同的熱處理方式會得到兩種不同的力學(xué)性能，分別達(dá)到C級鋼和E級鋼的標(biāo)準(zhǔn)，真正做到了“一鋼兩用”，體現(xiàn)了AARM-201標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)用性。

3 連續(xù)式熱處理線的特點(diǎn)

連續(xù)式熱處理生產(chǎn)線效率高、能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動化、工人勞動強(qiáng)度低，尤其適合搖枕、側(cè)架批量大，材質(zhì)單一的產(chǎn)品的熱處理。它能較好地解決臺式熱處理設(shè)備中存在的同一爐次質(zhì)量差別大、變形、晶粒度不均一、熱效率低等各種問題，其主要特點(diǎn)是溫度場均勻、精度高，不易發(fā)生過燒、過熱，能夠使搖枕、側(cè)架的熱處理質(zhì)量得到全面的改善。

連續(xù)式熱處理線采用懸鏈輸送系統(tǒng)來吊掛鑄件，避免鑄件變形的同時方便操作者吊掛鑄件，見圖1。

溫控系統(tǒng)共分為升溫區(qū)和保溫區(qū)兩大模塊，升溫區(qū)、保溫區(qū)又各分4個小區(qū)分段控制，即升溫區(qū)包括1、2、3、4區(qū)，保溫區(qū)包括5、6、7、8區(qū)。每個小區(qū)又分為上、中、下3個加熱區(qū)，每個加熱區(qū)配置獨(dú)立控溫模塊。檢查員可以通過顯示器和儀表監(jiān)控整個溫控系統(tǒng)，任何一區(qū)發(fā)生斷相或加熱不正常，都可以立即發(fā)現(xiàn)，做出處理意見。

圖1 搖枕、側(cè)架吊掛示意

4 連續(xù)式熱處理中“同爐同窯”必要性的研究

顧名思義,同爐同窯即同一冶煉爐次澆注的鑄鋼件在同一熱處理窯次中進(jìn)行熱處理。它的目的在于使每爐鑄鋼件都以與本爐化學(xué)成分相適應(yīng)的工藝進(jìn)行熱處理,具有一致的力學(xué)性能,以保證鑄鋼件的熱處理質(zhì)量?！巴瑺t同窯”的概念在AAR-M-201并未提出，只是要求每爐次鋼都要進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，每爐次鋼的試棒都必須與它所代表的同爐次鑄件以相同的方式進(jìn)行熱處理。而TB/T3012-2006和TB/T456-2008中要求“力學(xué)性能試驗(yàn)用試棒應(yīng)與同一熔煉爐次澆注的鑄件同一爐次熱處理”，并且初步提出了尾數(shù)的概念，“在同一熔煉爐次的鑄件中，大部分的鑄件已經(jīng)進(jìn)行了熱處理，且試棒力學(xué)性能合格，因故尚有少量鑄件未進(jìn)行熱處理，此時允許將這少量鑄件與其他熔煉爐次的相同材質(zhì)的搖枕、側(cè)架同爐熱處理，其力學(xué)性能以后者熔煉爐次鑄件的試棒的力學(xué)性能來代表”。在實(shí)際操作中，我公司在臺車窯熱處理過程中，尾數(shù)按照同爐次的10%來控制,也就提出了“同爐同窯率”的概念。但在實(shí)際的生產(chǎn)中總是會因?yàn)楦鞣N原因尾數(shù)超過10%，同爐同窯率不到90%。在同爐次試棒充足的情況下這些問題就可以迎刃而解，但是因缺陷等原因試棒不足，就給質(zhì)量控制、生產(chǎn)安排帶來了難題，只能取實(shí)物進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，浪費(fèi)時間的同時增加了質(zhì)量成本，并且“同爐同窯”的要求需要耗費(fèi)大量的人工成本核對鑄造順序號，確保同爐同窯。

連續(xù)式熱處理線在實(shí)際生產(chǎn)中每窯次平均運(yùn)行23天，在生產(chǎn)過程中整個溫度場變化不大，運(yùn)行相對穩(wěn)定，每窯次進(jìn)行熱處理時同鋼種設(shè)定的溫度不變。那么要求同爐同窯有沒有意義呢？如果根據(jù)傳統(tǒng)意義上的同爐同窯的概念，同一爐次的鑄件應(yīng)該連續(xù)、不間斷的熱處理。如果按照這個要求來控制同爐同窯，那么對于先進(jìn)的連續(xù)式熱處理線來說是一種設(shè)備的浪費(fèi)、管理的漏洞。

5 連續(xù)式熱處理質(zhì)量控制要點(diǎn)新方法的提出

針對連續(xù)式熱處理設(shè)備和工藝特點(diǎn)，筆者一直致力于新的質(zhì)量控制方法的研究，并取得了顯著的效果。主要完善了質(zhì)量監(jiān)控記錄，傳統(tǒng)的質(zhì)量過程監(jiān)控只有熱處理曲線，根據(jù)連續(xù)式熱處理操作臺控制模塊可以準(zhǔn)確撲捉到整個熱處理過程精確到分鐘的特點(diǎn)，增加了每件鑄件入、出窯時間、入水時間，對熱電偶、自動曲線記錄儀、設(shè)備的狀況等細(xì)節(jié)均詳細(xì)記載，根據(jù)吊掛小車在整個熱處理線的節(jié)拍時間和入出窯時間，結(jié)合曲線的異常，整理出一套時間反推方法，可以準(zhǔn)確推算出鑄件在熱處理過程中具體在哪個加熱小區(qū)出現(xiàn)問題，并做出合理的處理判斷，確保每件鑄件的熱處理過程可靠、穩(wěn)定。加強(qiáng)對熱處理參數(shù)的控制，包含電流、監(jiān)控溫度、監(jiān)測溫度、實(shí)時錄像顯示等，采用的方式是對熱處理全過程監(jiān)控，不存在盲點(diǎn)。

6 結(jié)語

我國現(xiàn)行使用的鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在熱處理方面的技術(shù)要求略高于AAR標(biāo)準(zhǔn)，表明我國鐵路貨車鑄件制造水平已進(jìn)入國際先進(jìn)行列。尤其是我公司對搖枕、側(cè)架、車鉤等鑄件采用連續(xù)式熱處理已達(dá)到國內(nèi)一流、行業(yè)領(lǐng)先的水平。其熱處理的質(zhì)量穩(wěn)定、可靠。通過實(shí)際驗(yàn)證，對于連續(xù)式熱處理即使不用“同爐同窯”控制，其力學(xué)性能也基本一致。如果這種新觀點(diǎn)可以實(shí)施，那么將減少大量人工、生產(chǎn)和物流成本，提高了生產(chǎn)效率。