No mecanismo principal e secundário da locomotiva, o forjamento da biela principal e secundária é um componente chave. A escolha do material e a otimização do desempenho são essenciais para o desempenho e a confiabilidade do motor. Neste trabalho serão abordados os princípios de seleção de materiais, os materiais comumente utilizados e os métodos de otimização de suas propriedades para forjamento de ligações primárias e secundárias.
Princípios de seleção de materiais
Força e tenacidade: o forjamento da haste de ligação secundária principal precisa suportar alta pressão e força de impacto no processo de trabalho, portanto, o material com alta resistência e tenacidade deve ser selecionado.
Resistência à corrosão: o ambiente de trabalho do motor é ruim, alta temperatura, alta umidade, enxofre e outros gases, portanto, o material deve ter melhor resistência à corrosão.
Processabilidade: o material deve ter boa capacidade de forjamento, corte e soldabilidade para facilitar o processamento e fabricação.
Economia: sob a premissa de atender aos requisitos de desempenho, o material de menor custo deve ser selecionado tanto quanto possível para melhorar a competitividade do mercado do produto.
Materiais comuns usados
Material de aço: devido às suas características de alta resistência, boa tenacidade e resistência à corrosão, o material de aço é amplamente utilizado na produção de forjamento de ligação primária e secundária. Os materiais de aço comuns incluem aço carbono, aço de liga, etc.
Material de liga de alumínio: o material de liga de alumínio tem as vantagens de peso leve, boa resistência à corrosão e boa condutividade térmica. É adequado para o forjamento de ligação secundária principal que tem maior exigência de peso.
Material de liga de cobre: a liga de cobre tem excelente condutividade térmica, resistência à corrosão e desempenho de usinagem de corte. É adequado para a fabricação de forjamentos de ligação primária e secundária que exigem alto desempenho de transferência de calor.
Métodos de otimização de desempenho
Liga: através da adição de elementos de liga, melhorar as propriedades mecânicas, resistência à corrosão e propriedades de processamento do material. Por exemplo, a adição de elementos como cromo e níquel ao aço pode melhorar sua resistência à corrosão.
Tratamento térmico: altere a estrutura da organização interna do material controlando o processo de aquecimento, preservação do calor e resfriamento, de modo que as propriedades mecânicas e físicas desejadas sejam alcançadas.
Tratamento de superfície: através do revestimento de superfície, carburação e têmpera, melhorar a resistência ao desgaste, resistência à corrosão e resistência à fadiga do material.
Otimização da tecnologia de processamento: a tecnologia de processamento razoável pode reduzir o estresse residual interno do material, reduzir a geração de trincas e melhorar a confiabilidade do material.
Otimização do projeto estrutural: o projeto estrutural razoável pode reduzir a concentração de tensão e melhorar a capacidade de carga do material. Além disso, o projeto reforçado para as partes-chave pode melhorar a rigidez e a estabilidade das peças forjadas.
Nova tecnologia e nova aplicação tecnológica: o uso de tecnologia avançada de fundição, fundição e processamento, como fusão a vácuo, fundição de precisão, usinagem CNC, etc., pode melhorar a pureza do material, densidade e precisão de processamento, de modo a otimizar o desempenho das peças forjadas.
Composto de material: usando a tecnologia de composto de material, combinando as vantagens de diferentes materiais juntos, materiais compósitos com excelentes propriedades podem ser obtidos. Por exemplo, o aço de alta resistência é composto com uma liga de cobre resistente ao desgaste para melhorar a resistência e resistência ao desgaste da biela.
Análise de elementos finitos (FEA) : através da criação de modelos de elementos finitos, análise de tensão, análise de fadiga e design otimizado de peças forjadas para melhorar seu projeto estrutural e seleção de materiais.
Teste e verificação: o desempenho do forjamento é avaliado e otimizado pela aplicação prática e verificação de teste. De acordo com o resultado do teste, ajuste a composição material, o processo de tratamento térmico e outros parâmetros para obter o melhor efeito de desempenho.
Em conclusão, a seleção de materiais e a otimização do desempenho do forjamento de ligação primária e secundária é uma engenharia sistêmica, que requer a consideração integrada de vários fatores, como requisitos de desempenho do material, viabilidade do processo e economia. Através da exploração e prática contínuas, somos capazes de melhorar continuamente o nível de desempenho do forjamento da haste principal e secundária, fornecendo uma forte garantia para a operação eficiente e confiável do motor.
