CN105537487B - 异型鱼尾板制造方法及模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种异型鱼尾板制造方法及模具，采用所述异型鱼尾板锻造模具和所述异型鱼尾板冲孔切边校平复合模具，将下好的原材料制得锻坯，再冲孔切边校平、热处理、后处理，即得高强度异型鱼尾板。采用本发明所述模具在一个工位即可实现冲孔、切、边校平工作，解决了现行铸造工艺和二次位移锻造的弊端。采用本发明制得的异型鱼尾板具有更高的、更稳定的综合性能，同时降低了生产成本，提高了生产效率，在铁路及模锻技术领域具有十分重要的意义。

Description

异型鱼尾板制造方法及模具

技术领域

本发明涉及机械领域，特别是涉及一种异型鱼尾板制造方法及模具。

背景技术

异型鱼尾板是铁路轨道系统的一种关键部件，用于非同种轨型钢轨接头部位，其用量大、规格多，但其基本结构形式及使用原理相同，只是因连接的不同轨型调整其外形尺寸，其结构形式如图1所示。由于其使用位置的特殊性，关系到列车运行的安全性，这就对该产品提出了较高的技术要求，即具有较好的力学性能(不低于所连接的钢轨)，比如良好的抗冲击、抗剪切、耐磨等。

传统异型鱼尾板的制作工艺为铸造，由于工艺决定，其内部组织致密度相对轧制和锻造较差，且难免有气孔、夹杂、缩孔等缺陷，且成品率较低，同时也有环境污染等不利因素。

最近，一些生产厂家曾尝试采用普通鱼尾板(等断面)轧制坯料，进行局部锻造位移，来实现异型鱼尾板的制造，此工艺带来的问题是：二次锻造后，由于局部锻造，产品的两端机械性能、组织不统一，即一段为轧制的机械性能、组织，另一端为锻造的机械性能、组织，存在安全隐患；同时，由于是二次锻造，增加一次加热工序，也存在资源、能源和人力的增加浪费。

因此，目前的异型鱼尾板生产制造技术领域，急需开发出一种先进的生产制造工艺，其生产产品须比现行产品具有更高的、稳定的综合性能，同时实现降低生产成本，提高生产效率的目的，在铁路及模锻技术领域具有十分重要的意义，也将会带来良好的经济效益和社会效益。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种异型鱼尾板制造方法及模具，用于解决现有技术中存在的诸多问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种异型鱼尾板锻造模具，包括上模和下模，其中，所述上模与所述下模之间设有型腔，所述型腔内设有镶芯，所述镶芯分别通过楔铁与所述上模或下模固定连接，所述上模与所述下模之间设有相互配合的锁扣。

优选地，所述镶芯的型腔内出模斜度为4.8-5.3度，型腔外出模斜度为2.7-3.3度。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种异型鱼尾板冲孔切边校平复合模具，包括上模部和下模部，其中，

所述上模部包括上模板和冲头，所述冲头连接所述上模板的中部；

所述下模部包括底座、支撑板、支撑块、凹模、托板、垫板和顶出器，所述底座的上方设有对称的两块支撑板，两块支撑板之间设有两块支撑块，所述支撑块上方连接有凹模；所述凹模与所述冲头对应，位于所述下模部的中部；所述凹模下方设有托板和垫板，所述托板和所述垫板之间设有弹性部件；所述托板的上平面上设有顶出器，所述顶出器嵌于所述凹模中。

优选地，所述上模部与下模部之间设有导柱，用于上模部的导向。

优选地，所述弹性部件为弹簧，所述弹簧内设有支柱。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种异型鱼尾板制造方法，包括：

(1)取圆钢下料；

(2)将下好的原材料加热，加热温度1130-1180℃，加热时间3-4min；

(3)将步骤(2)加热后的原材料放置在所述异型鱼尾板锻造模具的型腔内进行模锻成型，制得异型鱼尾板锻坯；

(4)采用所述异型鱼尾板冲孔切边校平复合模具对所述异型鱼尾板锻坯进行冲孔切边校平；

(5)将步骤(4)处理后的异型鱼尾板锻坯进行淬火和回火处理；

(6)回火处理后进行校正和抛丸处理，即得。

优选地，步骤(3)中，模锻成型前，对所述异型鱼尾板锻造模具均匀预热至250-300℃。

优选地，步骤(4)中，进行冲孔切边校平是，确保工件温度≥780℃。

优选地，步骤(5)中，淬火时，先将所述异型鱼尾板锻坯加热至870-890℃保温，保温时间根据所述异型鱼尾板锻坯端面最大厚度而定，按3min/mm计算；保温完成后预冷2-3分钟下水淬火，水温控制在50-80℃，待工件冷至100℃以下出水。

优选地，步骤(5)中，回火时，将淬火后的异型鱼尾板锻坯加热至550-570℃保温，保温时间为180-210min。

优选地，采用所述异型鱼尾板制造方法制得的异型鱼尾板，抗拉强度≥940Mpa，屈服强度≥540Mpa，伸长率≥10％，端面收缩率≥21％，布氏硬度HB265～400。

如上所述，本发明的异型鱼尾板制造方法及模具，具有以下有益效果：

采用所述异型鱼尾板锻造模具和所述异型鱼尾板冲孔切边校平复合模具，将下好的原材料制得锻坯，再冲孔切边校平、热处理、后处理，即得高强度异型鱼尾板。采用本发明所述模具在一个工位即可实现冲孔、切、边校平工作，解决了现行铸造工艺和二次位移锻造的弊端。采用本发明制得的异型鱼尾板具有更高的、更稳定的综合性能，同时降低了生产成本，提高了生产效率，在铁路及模锻技术领域具有十分重要的意义。

附图说明

图1显示为本发明异型鱼尾板示意图。

图2显示为本发明所述异型鱼尾板锻造模具示意图。

图3显示为本发明所述异型鱼尾板冲孔切边校平复合模具示意图。

图中，1-1为上模、1-2为下模、1-3为型腔、1-4为镶芯、1-5为楔铁、1-6为锁扣、2-1为上模部、2-101为上模板、2-102为冲头、2-2为下模部、2-201为底座、2-202为支撑板、2-203为支撑块、2-204为凹模、2-205为托板、2-206为垫板、2-207为顶出器、2-208为高强弹簧、2-209为支柱、2-3为导柱。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

如图1所示，本发明提供一种异型鱼尾板锻造模具，包括上模1-1和下模1-2，其中，所述上模1-1与所述下模1-2之间设有型腔1-3，所述型腔1-3内设有镶芯1-4，所述镶芯1-4分别通过楔铁1-5与所述上模1-1或下模1-2固定连接，所述上模1-1与所述下模1-2之间设有相互配合的锁扣，以便于合模时更加紧固。

再一实施例中，所述镶芯1-4的型腔内出模斜度为4.8-5.3度，型腔外出模斜度为2.7-3.3度。桥部及飞边仓均按公知技术制作。

再一实施例中，即上、下模基体采用普通热作模具钢(如5CrNiMo)，镶芯采用高端热作模具钢(如H13)，以达到便于更换、降低成本的目的。

实施例2

如图2所示，本发明提供一种异型鱼尾板冲孔切边校平复合模具，包括上模部2-1和下模部2-2，其中，

所述上模部2-1包括上模板2-101和冲头2-102，所述冲头2-102连接所述上模板2-101的中部；

所述下模部2-2包括底座2-201、支撑板2-202、支撑块2-203、凹模2-204、托板2-205、垫板2-206和顶出器2-207，所述底座2-201的上方设有对称的两块支撑板2-202，两块支撑板2-202之间设有两块支撑块2-203，所述支撑块2-203上方连接有凹模2-204；所述凹模2-204与所述冲头2-102对应，位于所述下模部2-2的中部；所述凹模2-204下方设有托板2-205和垫板2-206，所述托板2-205的上平面上设有顶出器2-207，所述顶出器2-207嵌于所述凹模2-204中；所述托板2-205和所述垫板2-206之间设有弹性部件，以实现模具工作完成后，顶出器2-207的复位功能。

优选地，所述上模部2-1和下模部2-2之间通过一对导柱连接，用于合模时上模部2-1的导向。

优选地，所述弹性部件为高强弹簧2-208，所述高强弹簧2-209内设有支柱2-209。

实施例3

制作出口北美136RE-115RE型号高强度异型鱼尾板，首先加工好本型号的锻造模具和冲孔切边校平复合模具；

(1)原材下料：

根据规格，优选采用55#圆钢Φ70mm，计算出所需圆钢下料的重量下料33kg，转入下一工步使用；

(2)中频加热：

将上述下好的原材料放入中频感应加热炉加热，设置料坯加热温度为1180℃，单件加热节拍4min；

(3)模锻成型：

首先将制作好的锻造模具安装在8吨模锻锤上，并事先将锻造模具均匀预热至300℃；模具型腔内均匀喷涂有便于脱模的石墨乳，将加热好的材料放置在所述锻造模具型腔内锻造成型，通过锻造设备运转，锻出带有飞边的异型鱼尾板锻坯；

(4)冲孔切边校平：

将上述带有飞边异型鱼尾板锻坯转入安装在相邻设备1600T摩擦压力机上的冲孔切边校平复合模具内，通过设备运转一工位实现孔切边校平任务，经测温，冲孔切边校平时工件温度为780℃；

(5)热处理：

将上述得到的异型鱼尾板锻坯进行热处理(淬、回火)，其工艺为：

a、淬火：

将异型鱼尾板锻坯装进井式炉或台车炉，加热至890℃保温，该规格端面最大厚度40mm，保温时间按3min/mm计算，设定保温时间为120min；保温完成后预冷2分钟下水淬火，初始水温为50℃，待工件冷至80℃时出水，立即转入回火炉；

b、回火：

异型鱼尾板锻坯回火可采用井式炉或台车炉，加热至570℃保温，保温时间为210min，保温完成后出炉转入下一工步校直；

(6)校直：

将上述回火完毕的异型鱼尾板锻坯立即转入校直工序利用余热校直，设备采用300T单点闭式压力机，以去除热处理所产生的变形，已达到图纸技术要求为目的。

(7)表面清理：

将上述校直完的异型鱼尾板锻坯悬挂式抛丸机抛丸清理。

(8)检验试验：

将上述清理完的异型鱼尾板锻坯采用公知技术、方法、标准进行综合性能检验试验，实际检测结果为：抗拉强度1005Mpa，屈服强度600Mpa，伸长率13％，端面收缩率23％，布氏硬度HB322。

至此，制作出合格的136RE-115RE型号高强度异型鱼尾板。

实施例4

制作出口北美100-81/4型号高强度异型鱼尾板，首先加工好本型号的锻造模具和冲孔切边校平复合模具；

(1)原材下料：

根据规格，优选采用55#圆钢Φ60mm，计算出所需圆钢下料的重量下料22kg，转入下一工步使用；

(2)中频加热：

将上述下好的原材料放入中频感应加热炉加热，设置料坯加热温度为1130℃，单件加热节拍3min；

(3)模锻成型：

首先将制作好的锻造模具安装在8吨模锻锤上，并事先将锻造模具均匀预热至250℃；模具型腔内均匀喷涂有便于脱模的石墨乳，将加热好的材料放置在所述锻造模具型腔内锻造成型，通过锻造设备运转，锻出带有飞边的异型鱼尾板锻坯；

(4)冲孔切边校平：

将上述带有飞边异型鱼尾板锻坯转入安装在相邻设备1600T摩擦压力机上的冲孔切边校平复合模具内，通过设备运转一工位实现孔切边校平任务，经测温，冲孔切边校平时工件温度为800℃；

(5)热处理：

将上述得到的异型鱼尾板锻坯进行热处理(淬、回火)，其工艺为：

a、淬火：

将异型鱼尾板锻坯装进井式炉或台车炉，加热至890℃保温，该规格端面最大厚度35mm，保温时间按3min/mm计算，设定保温时间为105min；保温完成后预冷3分钟下水淬火，初始水温为80℃，待工件冷至95℃时出水，立即转入回火炉；

b、回火：

异型鱼尾板锻坯回火可采用井式炉或台车炉，加热至550℃保温，保温时间为180min，保温完成后出炉转入下一工步校直；

(6)校直：

将上述回火完毕的异型鱼尾板锻坯立即转入校直工序利用余热校直，以去除热处理所产生的变形，已达到图纸技术要求为目的。

(7)表面清理：

将上述校直完的异型鱼尾板锻坯采用公知技术进行抛丸处理。

(8)检验试验：

将上述清理完的异型鱼尾板锻坯采用公知技术、方法、标准进行综合性能检验试验，实际检验结果为：抗拉强度1010Mpa，屈服强度605Mpa，伸长率14％，端面收缩率24％，布氏硬度HB344。

至此，制作出合格100-81/4型号高强度异型鱼尾板。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种异型鱼尾板制造方法，其特征在于，包括：

(1)取圆钢下料；

(2)将下好的原材料加热，加热温度1130-1180℃，加热时间3-4min；

(3)将步骤(2)加热后的原材料放置在异型鱼尾板锻造模具的型腔内进行模锻成型，制得异型鱼尾板锻坯；

所述异型鱼尾板锻造模具包括上模和下模，其中，所述上模与所述下模之间设有型腔，所述型腔内设有镶芯，所述镶芯分别通过楔铁与所述上模或下模固定连接，所述上模与所述下模之间设有相互配合的锁扣；

(4)采用异型鱼尾板冲孔切边校平复合模具对所述异型鱼尾板锻坯进行冲孔切边校平；

所述异型鱼尾板冲孔切边校平复合模具包括上模部和下模部，其中，所述上模部包括上模板和冲头，所述冲头连接所述上模板的中部；所述下模部包括底座、支撑板、支撑块、凹模、托板、垫板和顶出器，所述底座的上方设有对称的两块支撑板，两块支撑板之间设有两块支撑块，所述支撑块上方连接有凹模；所述凹模与所述冲头对应，位于所述下模部的中部；所述凹模下方设有托板和垫板，所述托板和所述垫板之间设有弹性部件；所述托板的上平面上设有顶出器，所述顶出器嵌于所述凹模中；

(5)将步骤(4)处理后的异型鱼尾板锻坯进行淬火和回火处理，淬火时，先将所述异型鱼尾板锻坯加热至870-890℃保温，保温时间根据所述异型鱼尾板锻坯端面最大厚度而定，按3min/mm计算；保温完成后预冷2-3分钟下水淬火，水温控制在50-80℃，待工件冷至100℃以下出水；

(6)回火处理后进行校正和抛丸处理，即得。

2.如权利要求1所述异型鱼尾板制造方法，其特征在于，步骤(3)中，模锻成型前，对所述异型鱼尾板锻造模具均匀预热至250-300℃。

3.如权利要求1所述异型鱼尾板制造方法，其特征在于，步骤(4)中，进行冲孔切边校平时，确保工件温度≥780℃。

4.如权利要求1所述异型鱼尾板制造方法，其特征在于，步骤(5)中，回火时，将淬火后的异型鱼尾板锻坯加热至550-570℃保温，保温时间为180-210min。

5.如权利要求1至4任一项所述异型鱼尾板制造方法，其特征在于，采用所述异型鱼尾板制造方法制得的异型鱼尾板，抗拉强度≥940Mpa，屈服强度≥540Mpa，伸长率≥10％，断面收缩率≥21％，布氏硬度HB265～400。