密接车钩用环簧组工艺研究

朱晓伟

摘要：文中对环簧组国产化研究提出了新的工艺方法。通过对比国内外工艺差别，总结出最优国产化环簧组的关键工序控制方法。对我国环簧组国产化制造技术研究和产业化方案实施有着指导意义。

关键词：环簧;工艺;关键工序

一、引言

目前密接车钩用环簧组全部进口，国产环簧替代国外环簧，能够发展民族工业，并最终输出技术和产品，既能把产品引进来，又能把产品推出去。

环簧是优良的吸能元件，具有较好的吸能特性。如今国内外的环簧正朝着小壁厚、高可靠性方向发展。所谓小壁厚，就是环簧外环的内径大而外径小，这样一方面节省原材料，另一方面能夠节省空间，降低其他件的设计难度。高可靠性就是使用寿命，提高可靠性能够延长使用寿命，降低运用维护成本。我公司通过用国产弹簧钢研制密接式车钩用21500、19600、16604、14000系列环簧组，形成自有制造技术和产业化方案，替代进口环簧组产品，满足高铁和城轨车辆密接式车钩配套生产需求。

二、环簧工艺研究及关键工序控制

由于进口环簧产品价格较高，我公司采用弹簧钢材质替代进口材质，大大降低成本，因此材质的相似性，加上我公司采用新的工艺方法，在性能上达到了一致。

（一）国内外环簧工艺研究

国外环簧工艺过程：锻造（精密滚锻）—热处理—喷砂。

国产环簧工艺国产：锻造（滚锻）—粗加工—热处理—精加工—抛丸（强力抛丸）。

（二）关键工序控制

1.锻造工序。由于国外环簧采用精密滚锻锻造方式，摩擦表面直接一次成型，产品保留了粗糙锻造表面，因此，环簧表面存油状态良好，工作运行状态及性能可保持稳定。

国内没有相应的精密滚锻设备，我公司产品在锻造上只是普通滚锻。为产生良好的存油空间，采用强力抛丸工序。在强力抛丸工序过程中严格控制抛丸强度和时间，达到表面粗糙度要求。

2.抛丸工序。为在环簧摩擦表产生良好的存油空间，采用强力抛丸工艺。在强力抛丸工序过程中严格控制抛丸强度和时间，达到表面粗糙度要求。环簧硬度在规定范围内，采用抛丸强度（阿尔曼试片）：0.4A;钢丸直径：≤0.8mm;不同的抛丸时间下表面粗糙度呈现如下变化：

3.热处理工序。通过对国外材质和我们采用的弹簧钢60Si2CrVA进行化学成分分析：

通过化学成分分析比对结果：Si、Mn、Ni、Cr、V的变化显著。采用调质对其进行热处理。其中因V这种化学物质，在热处理时保温时间足够，才能均匀溶入晶界，细化晶粒。按材料厚度1mm，V元素需要保温渗透时间1min的规律，我们从环簧壁厚可以推算出环簧热处理保温时间，从而使V元素能够充分溶解渗透，达到细化晶粒提高强度的效果。高铁、城轨用环簧特点为壁薄，所以严格控制保温时间，减少脱碳产生十分重要。

三、工艺对性能的影响

通过对弹簧钢这种材质进行如上工艺安排，对关键工序进行严格控制后，对我公司的环簧产品进行初始性能（静压）试验，并与国外产品进行初始性能（静压）试验数据比对：

比对结果：根据抽样产品比对，国内与国外环簧组在最大力、容量、行程和自由高度这几项主要性能参数值范围均在同一区间内，符合主要性能参数标准，一致性很高。

通过此种工艺做出的环簧组，经过各项性能试验，均达到国外同型号产品性能指标，同时也满足铁总标准动车组技术条件“动车组车钩及缓冲装置暂行技术条件”中对环簧组的技术要求。

参考文献

张艳杰，揭长安，刘凯.密接式钩缓装置的研制及强度校核[J].电力机车与城轨车辆，2013（3）.

李明，于乃光，缪忠海，等. G2缓冲器的设计和试验[J].铁道车辆，1990（1）.