1. 市場の背景

フランスは、高速路線、都市間ルート、ライトレール、地下鉄システムを組み合わせた高密度な鉄道網を有しています。これにより、架線および軌道保守車両に対し、混雑した路線や複雑なヤード環境において安全かつ確実に運行するための厳しい要件が課せられています。

これらの車両は非常に高速で走行するわけではありませんが、高負荷、頻繁な発進・停止サイクル、強い横方向の衝撃の下で動作します。鋼鉄製の車輪は、車両の重量を支えるだけでなく、曲線、分岐器、作業現場での繰り返しの衝撃にも耐えなければなりません。

厳格なフランスおよびEUの安全基準の下、鉄道車両OEMおよびシステムインテグレーターは通常、以下の特性を持つ車輪を求めています。

• 高い耐荷重性と高い表面硬度により、耐摩耗性を確保し、フランジの剥離を防ぐこと;

• 軌間と車軸箱との正確な適合のための厳しい寸法公差により、ミスアライメントと不均一な摩耗を回避すること;

• 第三者認証と長期的なプロジェクト承認をサポートするための、追跡可能な材料と検査記録。

このような背景から、顧客はフランスおよびその他のヨーロッパ市場で使用される保守車両用の12インチ熱間鍛造鋼製車輪の信頼できるサプライヤーを求めていました。

2. 顧客プロファイルと用途

• 顧客タイプ：フランスに拠点を置く鉄道保守車両メーカー/インテグレーター;

• 用途：架線および軌道保守車両、検査車、レール移動トロリー;

• 動作条件：

  • 低～中程度の走行速度だが、継続的な高負荷;

  • 頻繁な加速とブレーキ、低速での分岐器と急カーブの通過;

  • 雨、雪、温度変化、湿気にさらされる全天候型屋外運転;

• 主な問題点：

  • 以前の鋳鋼製車輪は、十分な耐用年数を示さず、衝撃による亀裂が発生しやすい傾向がありました;

  • 保守車両は厳しいスケジュールで運行されているため、頻繁な車輪交換はダウンタイムの延長とライフサイクルコストの増加につながります;

  • 顧客は、高い硬度と優れた靭性、厳しい公差と完全な検査可能性を兼ね備えた車輪を必要としていました。

3. 当社のソリューション（製品+技術構成）

これらの要件を満たすために、当社は熱間鍛造鋼製レール車輪12インチ、4140材、約490 HB硬度をベースとした専用パッケージを提供しました。主な特徴は以下のとおりです。

1. 材料と車輪設計

   • 4140合金鋼の熱間鍛造を使用し、焼入れ焼戻しを行うことで、約490 HBの車輪踏面硬度と強度と靭性の優れた組み合わせを実現;

   • C45、C50、65Mn、42CrMo、4340、34CrNiMo6などの代替材料は、さまざまな負荷クラスと動作条件に対応可能;

   • 標準レールと特殊レールプロファイルの両方に適した、片フランジと両フランジの鋼製レール車輪を提供。

2. 寸法と定格荷重

   • 標準12インチ（約300 mm）鍛造レール車輪、300 / 350 / 400 / 450 / 500 / 900 mmを含む幅広い直径範囲により、さまざまな車両でのプラットフォームベースの設計が可能;

   • 車輪あたりの耐荷重は1〜300トンまでカスタマイズ可能で、軽検査車両から大型レールカーまで対応;

   • 重量と取り付け要件に応じて、ソリッドまたは中空の車輪セットとして利用可能。

3. 熱処理と硬度管理

   • 各車輪の完全な正規化と焼入れ焼戻し（Q&T）熱処理シーケンス;

   • 表面とフランジの硬化が施され、5〜20 mmの硬化層深さが確保され、硬く耐摩耗性の踏面と靭性のあるコアを実現;

   • バッチ間の整合性を保証するために、自動および懸架式正規化炉を使用。

4. 車軸アセンブリと精密機械加工

   • 顧客図面に従い、2つの車輪、1つの車軸、4つのベアリングおよび関連コンポーネントを含む完全な車輪セットを提供可能;

   • 車輪ボアは0.01 mmレベルの精度で機械加工でき、車軸とベアリングとの最適な適合を確保し、走行中の偏心と振動を最小限に抑えます。

5. 生産能力と検査システム

当社の施設は、鋼の溶解、鍛造、リング圧延、荒加工、熱処理から仕上げ加工までの全工程をカバーしています。主な設備は以下のとおりです。

• 仕上げ用の縦型旋盤、マシニングセンター、多機能CNCマシン、CNC旋盤、穴あけ/フライス盤;

• 鍛造用のエアハンマー、プレス、リング圧延機、天然ガスおよび電気炉;

• 熱処理と表面処理用の自動正規化炉とショットブラストマシン。

品質管理は以下によってサポートされています。

• 硬度試験（ロックウェルおよびブリネル）、表面粗さおよび同心度試験;

• 内部および表面欠陥検出のための超音波試験（UT）および磁粉探傷試験（MT）;

• 金属組織検査および化学組成分析;

• 社内および第三者検査の両方を必要に応じて手配可能。

4. 顧客からのフィードバック

複数のバッチが使用された後、フランスの顧客は以下のように報告しました。

• 同等の条件下で、熱間鍛造4140車輪は、以前の鋳鋼製車輪よりも著しく長い耐用年数を提供し、フランジ剥離と亀裂の発生率が低い;

• 車輪径、フランジプロファイル、ボア寸法はバッチ間で一貫しており、設置時間と調整作業を削減;

• 材料のトレーサビリティと検査に関するドキュメントは完全であり、国内およびEUの安全監査とプロジェクト承認に役立ちます;

• さまざまなフランジオプション、直径、定格荷重をすべて同じプロセスプラットフォームで製造できるため、スペアパーツ管理が簡素化されます。

顧客は、今後の架線および軌道保守車両プロジェクトにおいて、熱間鍛造鋼製レール車輪12インチ4140 / 490 HBを優先的に選択することを決定しました。

5. まとめ

高負荷と頻繁な衝撃の下で動作する架線および軌道保守車両にとって、熱間鍛造合金鋼製レール車輪は、鋳造車輪よりも明確な利点を提供します。

• 鍛造は、結晶構造を微細化し、内部欠陥を低減し、全体的な強度と靭性を向上させます;

• 適切な焼入れ焼戻しと制御された表面硬化を組み合わせることで、靭性のあるコアを備えた耐摩耗性の踏面を提供します;

• 完全な生産および検査システムにより、フランスやEU全体などの要求の厳しい市場に、一貫性があり、追跡可能な車輪を供給することが可能になります。