製糖工場の貨物ワゴンに使用されるクローズダイ鍛造スチールホイールの鍛造プロセス

製糖工場の貨車に使用されるスチールホイールのクローズダイ鍛造プロセスには、重い負荷、高い摩耗に耐えることができる強力で耐久性のあるホイールを製造するための一連のステップが含まれます。そして産業環境で典型的な厳しい条件。 これらのホイールは、サトウキビ、生砂糖、および完成品をプラント内または処理場所間で輸送する貨物ワゴンの円滑な運用を確保するために重要です。

製糖工場の貨車に使用されるスチールホイールの鍛造プロセスの詳細な概要は次のとおりです。

1.材料の選択

制造プロセスの最初のステップは、スチールホイールに适した材料を选択することです。 炭素鋼または合金鋼は、その高い強度、靭性、および耐摩耗性のために一般的に使用されます。 この材料は、貨車の車輪に典型的な耐荷重性、耐疲労性、耐摩耗性の特定の要件に基づいて選択されます。

・典型的なスチールグレード:

炭素鋼 (例えば、AISI 1045)

合金スチール (例えば、AISI 4140、4340)

・鋼には、硫黄、リン、その他の含有物などの欠陥がなく、鍛造部品の完全性を確保する必要があります。

2.材料を予熱する

鍛造プロセスが始まる前に、鋼製のビレットまたはインゴットを炉内で必要な鍛造温度に予熱します。 このプロセスは以下に役立ちます。

・材料の延性を高め、成形しやすくします。

・材料を変形させるのに必要なエネルギーの量を減らす。

・急激な温度変化によるひび割れやその他の欠陥を防ぎます。

鋼の典型的な鍛造温度は、使用される特定の鋼グレードに応じて、1000 °Cから1250 °C (1832 °Fから2282 °F) の間です。

3.デザインと準備を死ぬ

・ダイデザイン: スチールホイール用のクローズドダイ鍛造ダイは、ホイールの最終形状に一致するように設計されています。 設計では、ホイールの形状、サイズ、複雑さ、および材料がダイキャビティ内をどのように流れるかを考慮する必要があります。 ダイは、コールドシャットや材料の流れの問題などの欠陥を回避するようにも設計する必要があります。

・ダイ材料: ダイは、鍛造プロセス中に発生する強い圧力と高温に耐えることができる高強度工具鋼 (H13など) で作られています。

・ダイ予熱: ダイは、鍛造プロセス中の熱衝撃を避けるために予熱されています。 これにより、一貫した材料の流れが保証され、亀裂や欠陥のリスクが軽減されます。

4.锻造プロセス (形状形成)

スチールビレットまたはインゴットが正しい温度に加熱されると、鍛造プロセスが始まります。 クローズドダイ鍛造では、加熱された材料はダイキャビティに配置され、そこで圧縮されて高圧下で成形されます。 鍛造ステップには通常、次のものが含まれます。

・初期圧縮: 加熱されたビレットは上部と下部のダイの間に配置され、材料は機械式または油圧式プレスを使用して圧縮されます。 最初の圧縮ステップは、材料をホイールの一般的な形に成形し始めます。

・形状改良: ダイは、材料を段階的に成形するために複数のステップで設計されており、ホイールの形状を徐々に改良します。 これには、材料が特定のキャビティに流れ込み、ホイールの最終寸法に徐々に成形される数ラウンドの圧縮が含まれる場合があります。

・材料の流れ: ダイは、均一な材料の流れを確保するように注意深く設計されています。 材料は、過度のフラッシュ (余分な材料) またはボイドなしでダイキャビティ全体を満たす必要があります。 スチールホイールのリム、ハブ、ボアは、この段階で正確に形成されます。

5.フラッシュの取り外しとトリミング

鍛造プロセスの後、スチールホイールの周りの余分な材料 (フラッシュ) が切り取られます。 鍛造プロセス中にダイの空洞から溢れる材料のためにフラッシュが形成され、最終的な部品の寸法を達成するにはそれを取り除く必要があります。

・トリミング操作: フラッシュは、メカニカルプレスまたは油圧トリミングツールを使用して削除されます。 次いで、部品は、その最終寸法に成形される。

・成形後加工: トリミング後、特にハブ、ボア、取り付け穴の寸法公差をより正確にするために、ホイールが追加の加工を受ける場合があります。

6.熱処理 (硬化と焼戻し)

ホイールを鍛造してフラッシュを取り外したら、熱処理を行い、硬度、靭性、耐摩耗性などの目的の機械的特性を実現します。 熱処理プロセスには通常、次のものが含まれます。

・クエンチング: 鍛造鋼ホイールは高温に加熱されます (e。G.、850 ℃ 〜900 ℃) および水または油中で急速に冷却された。 このプロセスは鋼を硬化させ、その強度と耐摩耗性を向上させます。

・焼入れ後、ホイールを低温 (250 °C〜350 °Cなど) に再加熱し、特定の期間保持することにより、ホイールを焼き戻します。 このプロセスは、強度を維持しながらもろさを減らし、靭性を向上させ、ホイールが製糖工場での使用のストレスや負担に対処できるようにします。

・正規化 (オプション): 一部のアプリケーションでは、正規化を行って、粒子構造を洗練し、内部応力を緩和し、全体的な材料特性を改善することができます。

7.点検および品质管理

スチールホイールが必要な品質基準を満たしていることを確認するために、製造プロセス全体でいくつかの検査が実行されます。

・目視検査: 亀裂、表面の欠陥、不適切な材料の流れの兆候など、目に見える欠陥がないか確認します。

・寸法検査: 座標測定機 (CMM) を含む精密測定ツールを使用して、ホイールが指定された寸法を満たしていることを確認します (e.g。リム直径、厚さ、ハブサイズ、ボア直径)。

・非破壊的テスト (NDT):

超音波テスト (UT): 亀裂やボイドなどの内部欠陥を検出するために使用されます。

磁気粒子テスト (MPT): 表面亀裂またはその他の表面欠陥をチェックします。

硬度テスト: ホイールの硬度が耐摩耗性と耐久性に必要な基準を満たしていることを確認します。

・引張および疲労試験: 荷重下でのホイールの性能を確認するために、引張試験と疲労試験を実施して、周期荷重に対する強度と抵抗を測定できます。

8.最終仕上げ

鍛造および熱処理プロセスの後、適切な取り付けおよび表面品質を確保するために、スチールホイールは追加の仕上げステップを必要とする場合があります。

・表面研削または研磨: 特にホイールのリムやボアなどの領域で滑らかな表面を確保するために、研削または研磨を実行することができます。

・コーティングまたは塗装: 腐食から保護するために、特に環境が特に腐食性の場合は、ホイールを保護層でコーティングするか、塗装することができます (e。g。砂糖植物の水分への暴露)。

9.包装と配送

鋼製ホイールがすべての検査と品質管理チェックに合格すると、貨車メーカーまたは直接製糖工場に配達される準備が整います。 ホイールは輸送中の損傷を防ぐために慎重に包装されています。

結論

製糖工場で貨車に使用されるスチールホイールを製造するためのクローズダイ鍛造プロセスには、材料の選択やダイの設計から鍛造、熱処理まで、各ステップを注意深く制御することが含まれます。そして品质管理。 正確な手順に従うことにより、鍛造ホイールは頑丈な操作の厳しい要件を満たすことができ、高衝撃に必要な強度、耐摩耗性、耐久性を提供します。砂糖工場のような産業環境で遭遇する高負荷条件。