Стальные боковые рамы и надрессорные балки изготовляют из углеродистой стали марки 20Л, полученной мартеновским способом или в электрических печах.
Однако эта сталь не удовлетворяет возросшим требованиям по механической прочности и особенно по ударной вязкости и поэтому перед вагоностроительной промышленностью поставлена задача о переходе на изготовление боковых рам и надрессорных балок из низколегированных.
Марганцовисто-ванадиевая сталь марки 20ГФЛ имеет следующий химический состав:
- 0,17—0,25% углерода;
- 1,2—1,5% марганца;
- 0,2—0,5% кремния;
- 0,06—0,13% ванадия, не более 0,3% хрома, никеля, меди;
- серы и фосфора не более 0,04% каждого.
Эта сталь должна обладать временным сопротивлением 539 МПа, пределом текучести 392 МПа, относительным удлинением не менее 18%, относительным сужением не менее 25% и ударной вязкостью 490 кДж/мг при температуре 20° С и 245 кДж/м2 при температуре —60° С. Долговечность деталей из этой стали, как показывают испытания, в 2 раза выше, чем из ранее применявшейся углеродистой стали.
Основой формовочных смесей для отливки боковых рам и надрессорных балок являются оборотная смесь (горелая земля) и кварцевый песок, которые смешиваются с огнеупорной глиной, дре-весно-угольным пеком и сульфитной щелочью.
Компонентами стержневых смесей являются сухой кварццевый песок, молотая глина, сульфитная щелочь и специальный крепитель, состоящий из натуральной олифы, льняного масла и отходов перегонки сланцев.
С целью повышения податливости стержней при высокой температуре (уменьшение сопротивления свободной усадке отливки с целью предотвращения горячих трещин) в стержневые смеси добавляют опилки.
Боковые рамы и надрессорные балки имеют сложную форму, поэтому при отливке требуют большого количества стержней, необходимых для получения внутренних полостей.
Стержни могут выполняться составными, т. е. после формовки и сушки их отдельные части соединяют вместе с помощью специальных клеев. Правильность соединения контролируют специальными шаблонами. Большинство стержней изготовляют на формовочных стержневых машинах, а стержни сложной формы — вручную.
Для обеспечения необходимой прочности и жесткости стержней в них заформовывают арматуру, изготовленную в виде отдельных прутков или пространственных каркасов из малоуглеродистой стальной проволоки. Для облегчения газоотвода в стержнях создают вентиляционные каналы. Увеличение газоотводной способности, повышение газопроницаемости и прочности стержней достигается сушкой. Сушка стержней производится в специальных печах при температуре 210—230° С в течение 1,5—2 ч. После сушки для уменьшения пригара стержни покрывают мелким кварцевым песком.
Изготовленные стержни контролируют. При этом проверяют, их форму, плотность набивки, качество сушки и другие возможные отклонения.
Боковые рамы и надрессорные балки отливают в литейные формы, состоящие из верхней и нижней опок (полуформ). В каждой опоке заформовывают по две боковые рамы или надрессорные балки. Модели боковых рам и надрессорных балок изготовляют из алюминиевых сплавов. При формовке вместе с литниковой системой укрепляются на модельных плитах.
