CN103659199A - 辐板结构呈深盆型车轮的锻轧热成型方法 - Google Patents

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Abstract

辐板结构呈深盆型车轮的锻轧热成型方法，涉及车轮的生产方法，解决由于深盆型辐板车轮的特殊结构，给锻造成形造成困难的技术问题。本发明的具体步骤如下：①锯切钢坯；②环形加热炉加热；③镦粗定厚；④轮毂、轮辋预成形；⑤冲孔；⑥轧制扩径，完成轮辋、轮缘及踏面的精确成型；⑦辐板压弯，精整轮辋面、辐板面。本发明用于生产深盆型辐板结构的车轮，不仅解决了铸造车轮内部易产生夹杂、疏松、缩孔等缺陷的问题，而且锻轧后的车轮强度高、韧性好、组织致密，极大的提高了车轮的使用寿命。

Description

辐板结构呈深盆型车轮的锻轧热成型方法
技术领域
本发明涉及车轮的生产方法，尤其涉及一种深盆型辐板结构的车轮，采用模锻和轧制相结合的热成型工艺。
背景技术
如图1所示，一种深盆型辐板结构的车轮由轮毂1、轮辋2和辐板3三部分组成，其中辐板截面的外侧圆弧半径较大（R1≥200mm）呈深盆型。经过美国ABEX公司在铁道传动测力计上模拟牵引试验证明，这种深盆型辐板结构的车轮对车轮应力的改善具有显著效果，可大大降低车轮在制动时由于踏面的升温产生的热应力，从而能够减少车轮的热损伤倾向。
深盆型辐板结构的车轮，特别适合液态金属在铸造过程中的流动，因此，此类车轮通常采用铸造方法生产，我国大铁路上所使用的铸钢货车车轮均是如此，传统意义上也称这种深盆型辐板结构的车轮为铸造车轮。但长期的实践证明：铸造车轮内部易产生夹杂、疏松、缩孔等缺陷，特别是在轮辋、轮缘和内外侧辐板面上容易生成气孔，在轮辋内外侧与辐板连接部位产生裂纹。目前，市场上不乏许多上述结构的车轮，但其性能要求强度高、韧性好、组织致密，铸造车轮很难达到其技术条件要求。
为了克服上述铸造缺陷，提高车轮的综合力学性能，人们试图采用热模锻的方法生产制造，但深盆型辐板的结构，成为锻造成形的难题，不仅需要吨位很大的大型压力机，而且工艺过程十分复杂。目前尚无采用锻造成形生产深盆型辐板结构车轮的技术方案。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术的缺点，提供一种辐板结构呈深盆型车轮的锻轧热成型工艺方法，解决由于深盆型辐板车轮的特殊结构，给锻造成形造成困难的技术问题。
本发明是通过下面的技术方案实现的：
一种辐板结构呈深盆型车轮的锻轧热成型方法，其特征在于：所述锻轧热成型方法的具体步骤如下：
①根据不同产品的下料重量，将钢锭或连铸坯锯切成钢坯；
②将锯切的钢坯放置在环形加热炉中进行锻造前加热；
③将出炉的钢坯放置在压力机上进行镦粗定厚，保证锻造比的要求；
④将镦粗后的坯料放置在预成型模具上，在压力机的作用下实现轮毂、轮辋部位金属的预分配；
⑤将预成形轮坯放置在冲孔模具上，在压力机的作用下将轮毂孔里面多余的芯料冲掉；
⑥将冲孔后的轮坯放置在轧机上，对轮坯进行轧制扩径，使辐板延展，并完成轮辋、轮缘及踏面的精确成型；
⑦将轧制后的轮坯放置在压弯模具上，在压力机的作用下将轧制后的直辐板轮坯压制成深盆型的辐板形状，同时对轮辋面、辐板面进行精整。
所述的步骤②中在环形炉中加热，是按照标准规定的钢材加热曲线的加热温度、保温时间和加热速度，分配在各加热段进行加热、保温。
所述的步骤③或步骤④中的压力机为60MN的水压机。
所述的步骤⑤中的压力机为10MN的水压机。
所述的步骤⑥中的轧机为七辊卧式轧机。
所述的步骤⑦中的压力机为30MN的水压机。
本发明与现有技术相比，由于使用模锻和轧制结合的方式生产深盆型辐板结构的车轮，不仅解决了铸造车轮内部易产生夹杂、疏松、缩孔等缺陷的问题，而且锻轧后的车轮强度高、韧性好、组织致密，极大的提高了车轮的使用寿命。
附图说明
图1是一种辐板呈深盆型车轮的结构示意图；
图2是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图通过实例对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种辐板呈深盆型结构的车轮，由轮毂1、轮辋2和辐板3组成，所述辐板3的截面外侧圆弧半径R≥200mm，呈深盆型。其中：4为踏面，5为轮缘。
如图1、2所示，一种辐板呈深盆型车轮的锻轧热成型方法的具体步骤如下：
①根据不同产品的下料重量，将钢锭或连铸坯锯切成钢坯；
②将锯切的钢坯放置在环形加热炉中进行锻造前加热，以降低车轮的变形抗力，在环形炉中加热，是按照标准规定的钢材加热曲线的加热温度、保温时间和加热速度，分配在各加热段进行加热、保温，保温一定时间到达始锻温度后出炉；
③将出炉的坯料放置在60MN的水压机上进行镦粗、定厚，保证锻造比≥3的要求；
④将镦粗后的坯料放置在预成型模具上，在60MN的水压机的作用下实现轮毂1、轮辋2部位金属的预分配；
⑤将预成形轮坯放置在冲孔模具上，在10MN的水压机作用下将轮毂孔里面多余的芯料6冲掉；
⑥将冲孔后的轮坯放置在七辊卧式轧机上对轮坯进行扩径轧制，使辐板延展，并完成轮辋2、轮缘5及踏面4的精确成型；
七辊卧式轧机由一个主辊、两个斜辊、两个导向辊、两个压紧辊组成；
⑦将轧制后的轮坯放置在压弯模具上，在30MN的水压机的作用下将轧制后的直辐板轮坯压制成深盆型辐板3的形状，同时对轮辋面、辐板面进行精整。

Claims (6)

1.一种辐板结构呈深盆型车轮的锻轧热成型方法，其特征在于：所述锻轧热成型方法的具体步骤如下：
①根据不同产品的下料重量，将钢锭或连铸坯锯切成钢坯；
②将锯切的钢坯放置在环形加热炉中进行锻造前加热；
③将出炉的钢坯放置在压力机上进行镦粗定厚，保证锻造比的要求；
④将镦粗后的坯料放置在预成型模具上，在压力机的作用下实现轮毂、轮辋部位金属的预分配；
⑤将预成形轮坯放置在冲孔模具上，在压力机的作用下将轮毂孔里面多余的芯料冲掉；
⑥将冲孔后的轮坯放置在轧机上，对轮坯进行轧制扩径，使辐板延展，并完成轮辋、轮缘及踏面的精确成型；
⑦将轧制后的轮坯放置在压弯模具上，在压力机的作用下将轧制后的直辐板轮坯压制成深盆型的辐板形状，同时对轮辋面、辐板面进行精整。
2.根据权利要求1所述的辐板结构呈深盆型车轮的锻轧热成型方法，其特征在于：所述的步骤②中在环形炉中加热，是按照标准规定的钢材加热曲线的加热温度、保温时间和加热速度，分配在各加热段进行加热、保温。
3.根据权利要求1所述的辐板结构呈深盆型车轮的锻轧热成型方法，其特征在于：所述的步骤③或步骤④中的压力机为60MN的水压机。
4.根据权利要求1所述的辐板结构呈深盆型车轮的锻轧热成型方法，其特征在于：所述的步骤⑤中的压力机为10MN的水压机。
5.根据权利要求1所述的辐板结构呈深盆型车轮的锻轧热成型方法，其特征在于：所述的步骤⑥中的轧机为七辊卧式轧机。
6.根据权利要求1所述的辐板结构呈深盆型车轮的锻轧热成型方法，其特征在于：所述的步骤⑦中的压力机为30MN的水压机。
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