一、概述

目前，在世界经济不景气的情况下，我国经济得到快速发展，以动车为代表的铁路运输装备的飞速发展更是振奋人心。铁路货车在高速、重载的发展方向上同样取得了长足的进步，究其原因就是大量采用了先进的新技术，这再次用实践证实：科学技术是第一生产力。

在货车重载方面，目前我国已经居于世界先进行列。从2006年起，新造通用货车载重标准已从60t进步到70t，运煤专用货车载重80t，并研制开发了载重100t的钢铁矿石专用货车;对现有货车进行了120km/h提速改造，完成了我国铁路货车的升级换代。过往我国铁路货车轴重长期在21t以下，从2006年开始，通用货车轴重进步到23t，重载货车轴重进步到25t。目前，30t轴重货车的研制项目已开始启动。

随着轴重、载重及速度的增加，对货车转向架和钩缓等重要部件上的关键件如摇枕、侧架、车钩等提出了更高的要求，既要保证载重和速度要求，又要保证使用的安全性。一方面在铸件的设计上，采用新的型号，如摇枕、侧架由转K2、K4型到转K5、K6型，车钩由13号到16、17号，增加了尺寸和壁厚，并使用高牌号材料：由普碳钢到B级钢，再到B+级钢、C级钢、E级钢等，新材料为低合金钢，可进步铸件的强度和抗疲惫性能;另一方面不断采用新的铸造技术，进步了铸件的质量，为货车的高速、重载提供保障。近年来，这些新的铸造技术涉及造型、制芯、下芯、精炼、落砂、热处理、强化抛丸及铸件检测等方面。

二、新技术应用

1.造型技术

我国铁路货车摇枕、侧架、车钩等铸钢件采用了潮模砂抛砂造型、气冲造型、酯硬化水玻璃砂造型、CO2硬化法水玻璃砂造型、呋喃树脂砂造型和V法造型等机械化程度较高的生产线，与原来广泛采用的震动造型机相比进步了生产效率，造型质量也大幅度进步。铸铁件斜楔广泛采用了铁型覆砂的造型方法。由于造型质量的进步，铸件的尺寸精度明显进步，多年来铸件最易形成的传统缺陷——砂眼大量减少，铸件质量明显进步。

2.制芯技术

摇枕、侧架制芯主要采用酯硬化水玻璃砂工艺、CO2硬化水玻璃砂工艺、三乙胺工艺、Pep-set酚醛树脂砂工艺、呋喃树脂自硬砂工艺、聚丙烯酸钠树脂砂工艺等。摇枕、侧架和车钩采用整体制芯工艺，主要方法有：震实挤压整体制芯工艺、盒内挤压锁芯成形工艺、冷芯盒整体射芯工艺、壳芯射芯工艺、上下整体芯粘合工艺，以及车钩整体射芯工艺等。

目前，为了完成摇枕、侧架整体芯射芯，我国已经开发出最大重量为250kg的射芯机，使用状况良好。

铁路货车关键大部件摇枕、侧架整体芯技术的开发，象征着中国铁路货车铸钢产品制芯技术已达到世界领先水平。整体芯新技术使铸件内腔砂芯由6～12块组成变为一整块，采用整体芯形成的摇枕、侧架与车钩铸件内腔，可消除传统工艺带来的台阶、飞边等铸造缺陷，进步摇枕、侧架与车钩的内腔质量。

3.智能下芯技术

下芯工序是保证摇枕、侧架产品质量的重要过程。长期以来，摇枕、侧架制造过程中依靠人工下芯，不但起吊装备稳定性不能满足高质量产品的生产要求，而且对操纵者的技艺等人为因素依靠度高，因而过程质量波动较大。将原来的人工下芯改造为整体芯机械手智能下芯，有利于全面提升摇枕、侧架制造技术水平，进步生产过程控制水平和产品质量，是对摇枕、侧架下芯技术的重要改进。智能机械手(产业机器人)本体采用六轴旋转关节式设计，机器人三维激光扫描定位能精确丈量定位砂芯和砂箱在X、Y、Z方向的平移、倾斜、旋转角度等，下芯综合精度≤±0.45mm，系统重复定位精度±0.15mm。工艺流程：下芯机器人等待砂芯及砂箱到达工位→视觉系统对砂芯及砂箱进行定位→机器人抓取砂芯放进砂箱内→机器人通知系统输出下好芯的砂箱→机器人回到原始位置，下芯周期结束。

4.精炼技术

随着对铸件材质力学性能要求的进步，原来的普碳钢被低合金钢代替，如铁路货车摇枕、侧架材质由ZG230-450相继进步到B级钢和B+级钢，车钩材质由普碳钢进步到C级钢和E级钢。由于材质要求的进步，对熔炼装备要求更高，铸钢熔炼使用电弧炉，铸铁使用电炉，使铸钢、铸铁的熔炼质量大大进步。新技术如L-F炉内精炼技术、钢液炉外精炼技术的使用进一步进步了钢液质量，可使钢种S的含量(质量分数)达到双零的水平。炉外喂丝吹氩钢液精炼是一种炉外钢液精炼工艺，出钢后，向带有透气砖的钢液包中喂进铝线或Si-Ca-Ba包芯线进行脱氧，同时通过陶瓷透气砖向钢液中吹进氩气净化钢液，由于透气砖装在钢包底部，吹氩气使钢液搅动，并形成小而分散的氩气泡。氩气泡上浮引起钢液的搅动，能使钢液中分散的细小夹杂得到碰撞、集聚形成低熔点大颗粒夹杂并吸附于气泡的表面排出，从而进步了夹杂的上浮速度，达到净化的目的。钢液炉外精炼工艺可有效地减少钢中的气体含量和夹杂物，并改善夹杂物的形态，进步了铸件内在质量。该技术已广泛应用在车钩及摇枕、侧架等铸钢件的生产中。

5.落砂

20世纪50年代开始，CO2硬化水玻璃砂由于工艺简便、价格低廉和污染程度小，被我国铁路货车铸钢制造业广泛采用。到60年代中期，水爆、水浴工艺的相继采用，解决了水玻璃砂清砂困难的困难，CO2硬化水玻璃砂得到了更广泛的应用。但铸钢件在铸态和激冷条件下轻易产生毛细裂纹缺陷，同时水污染题目也日益突出。

随着对铁路高速重载要求的进步，90年代末期，铁路货车重要铸钢件开始采用干法落砂工艺，目前已普遍使用。干法落砂的使用，显着减少了裂纹的产生，为铁路货车运行安全减少了隐患。

6.热处理

货车铸钢摇枕、侧架为B+级钢，采用正火热处理工艺，车钩为E级钢，采用调质热处理工艺。为了进步铸件热处理质量的一致性，车钩已采用连续式热处理工艺，摇枕、侧架也已推广使用连续式热处理工艺。

7.抛丸强化处理

摇枕、侧架采用强力抛丸处理，进步了铸件的表面质量，同时在铸件的表面形成压应力，以进步铸件的表面强度，进而进步铸件的抗疲惫性能。

8.铸件检测

为了保障铁路货车高速重载的安全，对铸件检测技术提出了更高的要求。一方面提出对铸件产品的检测，如2005年7月1日实施的铁标TB/T3105-2005《铁道货车铸钢摇枕、侧架磁粉探伤》，2007年运装货车[2007]310号文件要求《铁道货车铸钢摇枕、侧架射线照相检验技术条件》、《铁道货车铸钢摇枕、侧架超声波探伤技术条件》、《铁道货车铸钢摇枕、侧架荧光磁粉探伤规定》、《铸道货车铸钢摇枕、侧架超声波测厚技术条件》等。新的检测技术如磁粉探伤、荧光磁粉探伤、射线探伤、超声波探伤及超声波测厚相继被采用于铁路货车铸件。此外，近两年还增加了对铸件的形位公差进行三坐标检测、对铸件实体应用了DR-实时成像和CT检测技术。另一方面，在铸件生产过程中普遍使用了快速、先进的检测技术，如直读光谱仪、炉前快速分析仪、定量金相分析仪等。新的铸件检测技术的使用，为获得可靠的铸件质量提供了保障。

9.铸造技术治理

铸造生产工序多，影响质量的因素比较复杂，生产过程质量控制尤为重要。为此，铁路货车摇枕、侧架生产工厂实施了由铁道部主管部分下发的《摇枕、侧架铸造生产技术治理要点》。其主要内容包括：铸造工艺设计与评审、工艺验证、工艺文件的治理、工艺的执行与检查、原材料的治理、工装和设备的治理、计量仪器仪表和检测用具的治理、员工培训、造型过程的控制、熔炼过程的控制、浇注过程的控制、热处理过程的控制、探伤过程的控制，以及22个质量记录，并要求铸件采用一件一卡制，即每件摇枕、侧架填写一张质量保证卡。

三、结语

铸造新技术的应用，是推动铁路货车高速、重载的重要气力，这些新技术目前已形成为铁路货车铸件生产的行业规范。随着国民经济的飞速发展，对铁路货车铸件的要求不断进步，将会有更新的铸造技术被广泛应用。