1. Marktachtergrond

Frankrijk heeft een dicht spoorwegnetwerk dat hogesnelheidslijnen, intercityroutes, lightrailsystemen en metrosystemen combineert. Dit creëert strenge eisen voor voertuigen voor bovenleiding- en spooronderhoud, die veilig en betrouwbaar moeten opereren op drukke lijnen en in complexe rangeeromgevingen.

Hoewel deze voertuigen niet met zeer hoge snelheden rijden, werken ze onder zware belasting, frequente start-stop cycli en sterke zijdelingse impact. Stalen spoorwielen moeten niet alleen het gewicht van het voertuig dragen, maar ook bestand zijn tegen herhaalde schokken op bochten, wissels en werklocaties.

Onder strenge Franse en EU-veiligheidsnormen zoeken OEM's en systeemintegrators van spoorvoertuigen doorgaans naar wielen die het volgende bieden:

• Hoge belastbaarheid en hoge oppervlaktehardheid om slijtvastheid te garanderen en flensafbrokkeling te voorkomen;

• Nauwkeurige maattoleranties voor een precieze pasvorm met de spoorbreedte en asbakken, waardoor verkeerde uitlijning en ongelijke slijtage worden voorkomen;

• Traceerbare materiaal- en inspectierecords ter ondersteuning van certificering door derden en acceptatie van langetermijnprojecten.

In deze context wilde de klant een betrouwbare leverancier voor 12-inch warm gesmede stalen spoorwielen, die gebruikt zouden worden op onderhoudsvoertuigen die Frankrijk en andere Europese markten bedienen.

2. Klantprofiel & Toepassing

• Klanttype: Fabrikant / integrator van spoorwegonderhoudsvoertuigen gevestigd in Frankrijk;

• Toepassing: Voertuigen voor bovenleiding- en spooronderhoud, inspectiewagens, spoorwegtransfertrolleys;

• Bedrijfsvoorwaarden:

  • Lage tot gemiddelde rijsnelheden maar continue zware belasting;

  • Frequent accelereren en remmen, het passeren van wissels en scherpe bochten bij lage snelheid;

  • Buitenwerking bij alle weersomstandigheden met blootstelling aan regen, sneeuw, temperatuurschommelingen en vocht;

• Belangrijkste pijnpunten:

  • Sommige eerdere gietstalen wielen vertoonden onvoldoende levensduur en een neiging tot scheuren bij impact;

  • Onderhoudsvoertuigen hebben strakke schema's, dus frequente wielvervanging leidt tot langere uitvaltijd en hogere levenscycluskosten;

  • De klant had wielen nodig met een hogere hardheid en betere taaiheid, gecombineerd met nauwkeurige toleranties en volledige inspecteerbaarheid.

3. Onze oplossing (Product + Technische configuratie)

Om aan deze eisen te voldoen, leverden we een speciaal pakket op basis van warm gesmede stalen spoorwielen van 12 inch, 4140 materiaal, ca. 490 HB hardheid. De belangrijkste kenmerken zijn:

1. Materiaal en wielontwerp

   • Gebruik van 4140 gelegeerd staal warm smeden, gevolgd door afschrikken en ontlaten, om een wielloopvlakhardheid van ongeveer 490 HB te bereiken met een goede combinatie van sterkte en taaiheid;

   • Alternatieve materialen zoals C45, C50, 65Mn, 42CrMo, 4340, 34CrNiMo6 zijn beschikbaar voor verschillende belastingsklassen en bedrijfsomstandigheden;

   • Zowel enkelvoudige als dubbele stalen spoorwielen met flens worden aangeboden om te passen bij standaard rails en speciale railprofielen.

2. Afmetingen en belastbaarheid

   • Standaard 12" (~300 mm) gesmede spoorwielen, met een breder diameterbereik inclusief 300 / 350 / 400 / 450 / 500 / 900 mm, waardoor platformgebaseerde ontwerpen over verschillende voertuigen mogelijk zijn;

   • De belastbaarheid per wiel kan worden aangepast van 1 tot 300 ton, voor lichte inspectievoertuigen tot zware spoorwegwagons;

   • Beschikbaar als massieve of holle wielstellen, afhankelijk van gewicht en montage-eisen.

3. Warmtebehandeling en hardheidscontrole

   • Volledige reeks normalisatie en afschrikken & ontlaten (Q&T) warmtebehandeling voor elk wiel;

   • Oppervlakte- en flensharding wordt toegepast, met een geharde laagdiepte van 5–20 mm, wat zorgt voor een hard, slijtvast loopvlak met een taaie kern;

   • Automatische en hangende normalisatieovens worden gebruikt om consistentie van batch tot batch te garanderen.

4. Asassemblages en precisiebewerking

   • Complete wielstellen kunnen worden geleverd, inclusief twee wielen, één as, vier lagers en gerelateerde componenten, volgens klanttekeningen;

   • De wielboring kan worden bewerkt met een precisie van 0,01 mm, wat zorgt voor een optimale pasvorm met assen en lagers, waardoor excentriciteit en trillingen tijdens het gebruik worden geminimaliseerd.

5. Productiecapaciteit en inspectiesysteem

Onze faciliteiten omvatten de gehele keten van staalsmelten, smeden, ringwalsen, ruwbewerking en warmtebehandeling tot afwerking. De belangrijkste apparatuur omvat:

• Verticale draaibanken, bewerkingscentra, multifunctionele CNC-machines, CNC-draaibanken en boor-/freesmachines voor afwerking;

• Luchthamers, persen, ringwalsmachines, aardgas- en elektrische ovens voor smeden;

• Automatische normalisatieovens en straalmachines voor warmtebehandeling en oppervlaktevoorbereiding.

Kwaliteitscontrole wordt ondersteund door:

• Hardheidstests (Rockwell en Brinell), oppervlakteruwheid- en concentriciteitstests;

• Ultrasoon testen (UT) en magnetisch deeltjesonderzoek (MT) voor detectie van interne en oppervlaktedefecten;

• Metallografisch onderzoek en chemische samenstellingsanalyse;

• Zowel interne als externe inspecties kunnen worden geregeld indien nodig.

4. Feedback van de klant

Na meerdere batches in gebruik, meldde de Franse klant dat:

• Onder vergelijkbare omstandigheden leveren de warm gesmede 4140-wielen een aanzienlijk langere levensduur dan hun eerdere gietstalen wielen, met een lagere incidentie van flensafbrokkeling en scheuren;

• Wieldiameters, flensprofielen en boringafmetingen zijn consistent van batch tot batch, waardoor de installatietijd en het afstelwerk worden verminderd;

• Documentatie voor materiaalspeurbaarheid en inspectie is compleet, wat helpt bij lokale en EU-veiligheidsaudits en projectgoedkeuringen;

• Verschillende flensopties, diameters en belastingen kunnen allemaal op hetzelfde procesplatform worden geproduceerd, waardoor hun reserveonderdelenbeheer wordt vereenvoudigd.

De klant heeft besloten om warm gesmede stalen spoorwielen 12 inch 4140 / 490 HB te behouden als een voorkeurskeuze voor aankomende projecten voor bovenleiding- en spooronderhoudsvoertuigen.

5. Samenvatting

Voor voertuigen voor bovenleiding- en spooronderhoud die onder zware belasting en frequente impact werken, bieden warm gesmede gelegeerde stalen spoorwielen duidelijke voordelen ten opzichte van gietwielen:

• Smeden verfijnt de korrelstructuur en vermindert interne defecten, wat leidt tot een betere algehele sterkte en taaiheid;

• Juiste afschrikken en ontlaten, in combinatie met gecontroleerde oppervlakteharding, zorgen voor een slijtvast loopvlak met een taaie kern;

• Een compleet productie- en inspectiesysteem maakt het mogelijk om consistente, traceerbare wielen te leveren aan veeleisende markten zoals Frankrijk en de bredere EU.