1. Sfondo del mercato

La Francia dispone di una fitta rete ferroviaria che combina linee ad alta velocità, linee interurbane, sistemi ferroviari leggeri e metropolitani, il che crea requisiti rigorosi per i veicoli di catena e di manutenzione dei binari.che devono operare in modo sicuro e affidabile su linee trafficate e in ambienti complessi del cantiere.

Sebbene questi veicoli non funzionino a velocità molto elevate, lavorano sotto carichi pesanti, frequenti cicli di avvio/arresto e forti urti laterali.Le ruote delle rotaie in acciaio devono non solo sopportare il peso del veicolo, ma anche resistere a ripetute scosse nelle curve, le frequenze e i siti di lavoro.

In base ai severi standard di sicurezza francesi e dell'UE, gli OEM dei veicoli ferroviari e gli integratori di sistemi cercano in genere ruote che offrono:

• elevata capacità di carico e elevata durezza superficiale per garantire la resistenza all'usura e prevenire lo spalling della flange;

• Tolleranze dimensionali strette per un'adattamento preciso con il tracciato e le caselle degli assi, evitando disallineamenti e usura irregolare;

• Materiale tracciabile e registri di ispezione a supporto della certificazione da parte di terzi e dell'accettazione a lungo termine dei progetti.

In questo contesto, il cliente desiderava un fornitore affidabile per le ruote di rotaia in acciaio forgiate a caldo da 12 pollici, da utilizzare sui veicoli di manutenzione che servono il mercato francese e altri mercati europei.

2. Profilo del cliente e applicazione

• Tipo di cliente: costruttore/integratore di veicoli per la manutenzione ferroviaria con sede in Francia;

• Applicazione: veicoli per la catena e la manutenzione dei binari, carri di ispezione, carrelli per il trasferimento ferroviario;

• Condizioni di funzionamento:

  • velocità di marcia da basse a medie ma carico pesante continuo;

  • Accelerazione e frenata frequenti, passaggi di curva e curve brusche a bassa velocità;

  • Funzionamento all'aperto in qualsiasi clima con esposizione a pioggia, neve, variazioni di temperatura e umidità;

• Punti critici:

  • Alcune ruote in acciaio fuso precedenti hanno mostrato una durata di vita insufficiente e una tendenza a rottura sotto impatto;

  • I veicoli di manutenzione hanno orari stretti, quindi la sostituzione frequente delle ruote porta a tempi di fermo prolungati e a costi più elevati del ciclo di vita;

  • Il cliente aveva bisogno di ruote con una maggiore durezza e una migliore robustezza, combinate con tolleranze strette e piena ispezionabilità.

3La nostra soluzione (prodotto + configurazione tecnica)

Per soddisfare questi requisiti, abbiamo fornito un pacchetto dedicato basato su Hot Steel Forged Rail Wheels 12 Inch, materiale 410, durezza approssimativa 490 HB. Le caratteristiche principali sono:

1. Materiale e progettazione della ruota

   • Utilizzo di forgiazione a caldo in acciaio legato 4140, seguita da raffreddamento e temperatura, per ottenere una durezza del battistrada di circa 490 HB con una buona combinazione di resistenza e robustezza;

   • Sono disponibili materiali alternativi quali C45, C50, 65Mn, 42CrMo, 4340, 34CrNiMo6 per diverse classi di carico e condizioni di esercizio;

   • Sono disponibili ruote di rotaia in acciaio a flangia singola e a flangia doppia per corrispondere a rotaie standard e profili speciali.

2. Dimensioni e carico nominale

   • ruote di rotaia forgate standard da 12" (~ 300 mm), con una gamma di diametri più ampia, tra cui 300 / 350 / 400 / 450 / 500 / 900 mm, che consentono progetti basati su piattaforme su diversi veicoli;

   • La capacità di carico per ruota può essere personalizzata da 1 a 300 tonnellate, che coprono i veicoli di ispezione leggeri fino ai vagoni ferroviari pesanti;

   • Disponibile come serie di ruote solide o vuote, a seconda del peso e delle esigenze di montaggio.

3. Trattamento termico e controllo della durezza

   • Sequenza completa di trattamento termico di normalizzazione e di spegnimento e temperatura (Q&T) per ciascuna ruota;

   • viene applicato un indurimento superficiale e di flange, con una profondità di strato indurito di 5·20 mm, che garantisce un battistrada dura e resistente all'usura con un nucleo robusto;

   • I forni di normalizzazione automatici e sospesi sono utilizzati per garantire la consistenza di lotto in lotto.

4. Fabbricazione di macchine per la lavorazione dei pezzi stagni

   • Le ruote complete possono essere fornite, comprese due ruote, un asse, quattro cuscinetti e componenti correlati, secondo i disegni del cliente;

   • L'apertura della ruota può essere lavorata con una precisione di 0,01 mm, garantendo un adattamento ottimale con assi e cuscinetti, riducendo al minimo l'eccentricità e le vibrazioni in servizio.

5. Capacità di produzione e sistema di ispezione

Le nostre strutture coprono l'intera catena, dalla fusione dell'acciaio, dalla forgiatura, dalla laminatura a anello, dall'elaborazione grezza e dal trattamento termico fino alla lavorazione finale.

• Torni verticali, centri di lavorazione, macchine CNC multifunzione, torni CNC e macchine per la perforazione/la fresatura per la finitura;

• Macchine per la lavorazione del ferro o del carbonio

• Forni di normalizzazione automatici e macchine per la spruzzatura per il trattamento termico e la preparazione superficiale.

Il controllo della qualità è supportato da:

• prova di durezza (Rockwell e Brinell), prova di rugosità superficiale e di concentricità;

• test a ultrasuoni (UT) e test a particelle magnetiche (MT) per la rilevazione di difetti interni e superficiali;

• Esame metallografico e analisi della composizione chimica;

• Se necessario, possono essere organizzati controlli interni e di terze parti.

4. Feedback dei clienti

Dopo diversi lotti in servizio, il cliente francese ha riferito che:

• In condizioni comparabili, le ruote 4140 forgiate a caldo offrono una durata di vita significativamente più lunga rispetto alle loro precedenti ruote in acciaio fuso, con una minore incidenza di spazzatura e crepa delle flange;

• i diametri delle ruote, i profili delle flange e le dimensioni dell'apertura sono coerenti da lotto a lotto, riducendo i tempi di installazione e i lavori di regolazione;

• La documentazione relativa alla tracciabilità e all'ispezione dei materiali è completa, il che aiuta con gli audit di sicurezza locali e comunitari e le approvazioni dei progetti;

• Le diverse opzioni di flange, diametri e cariche possono essere prodotte sulla stessa piattaforma di processo, semplificando la gestione dei loro pezzi di ricambio.

Il cliente ha deciso di mantenere Hot Steel Forged Rail Wheels 12 Inch 4140 / 490 HB come scelta preferita per i prossimi progetti di catenazione e manutenzione dei veicoli.

5. Riassunto

Per i veicoli di catena e di manutenzione dei binari che operano sotto carico pesante e con frequenti urti, le ruote di rotaia in acciaio legato forgiate a caldo offrono chiari vantaggi rispetto alle ruote fuse:

• La forgiatura raffina la struttura del grano e riduce i difetti interni, portando a una migliore resistenza e robustezza complessive;

• Un adeguato raffreddamento e temperatura, combinati con un indurimento superficiale controllato, forniscono un battistrada resistente all'usura con un nucleo resistente;

• Un sistema completo di produzione e controllo consente di fornire ruote coerenti e rintracciabili a mercati esigenti come la Francia e l'UE.