CN112916788B - 一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，它属于铁路车辆用车轴的制备方法领域。本发明提供了一种新的铁道车辆用车轴的工艺流程，一次性可高效的生产多个毛坯车轴。本发明用LZ50连铸圆坯，置于加热炉中加热后用快锻机经4～5道次锻造开坯，初始道次采用≤20mm压下量锻造，后续保证2道次压下量为120～150mm，控制终锻温度为850～900℃，锻造开坯后的坯料直径为345～360mm，然后转移至径锻机，径锻机锻造过程中采用小压下量多道次锻造，得到尺寸合格的连体毛坯车轴，锯切分段后得到单根铁路车辆用毛坯车轴。本发明具有生产流程短、成型尺寸精度高、生产效率高的特点。
Description
技术领域
本发明属于铁路车辆用车轴的制备方法领域；具体涉及一种采用连铸坯锻造铁路车辆 用车轴的生产方法。
背景技术
车轴是铁道车辆运行的关键部件，运行过程承受旋转弯曲、冲击等多项复杂应力，因 此对车轴的力学性能有严格的要求，其质量的优劣直接关系着铁道车辆的运输安全。
目前国内铁道车辆车轴使用最普遍、用量最大的钢种为LZ50，现行的生产工艺流程 一般为使用连铸坯轧制为相应规格的轴坯，车轴生产厂对轧制的轴坯经“锯切分段-加热- 快锻机锻造”成为尺寸合格的毛坯车轴，且每次只能生产1支毛坯车轴，因此生产效率较 低且生产周期较长，严重制约产能。因此如何简化车轴生产工艺流程、缩短生产周期，高效的生产符合标准的铁道车辆车轴有待于进一步的研究与开发。
发明内容
本发明目的是提供了一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，包括如下步骤：
步骤1、选取直径为550～650mm的LZ50连铸圆坯，置于加热炉中加热，加热温度1200～1230℃并保温5～8h,待用；
步骤2、步骤1处理过的LZ50连铸圆坯出炉后，用快锻机进行4～5道次锻造，初始道次采用≤20mm压下量锻造，后续道次压下量为120～150mm，控制终锻温度为850～ 900℃，锻造后的连铸坯料的直径为345～360mm，待用；
步骤3、将步骤2经过快锻机锻造的连铸圆坯转移至径锻机，依据锻造的车轴尺寸参 数设置径锻机的锻造参数并将参数输入径锻机控制系统，径锻机锻造过程中采用小压下量 多道次锻造，每道次压下量控制≤40mm，径锻机终锻温度750～800℃，分段后得到单根 铁路车辆用毛坯车轴；
步骤4、将步骤3得到的铁路车辆用车轴经过2次正火热处理，然后经过1次回火热处理，得到铁路车辆用车轴。
本发明所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤1中所述的连铸 圆坯端面直径为550-650mm，长度为1.1～1.5m。
本发明所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤2中初次道次采 用15mm压下量锻造，后续进行2道次140mm压下量锻造，终锻温度为860℃，锻造后的连铸圆坯的直径为350mm。
本发明所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤2中初次道次采 用20mm压下量锻造，后续进行3道次120mm压下量锻造，终锻温度为880℃，锻造后的连铸圆坯的直径为355mm。
本发明所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤3中径锻机采用 A-B程序锻造，A段压下、B段空走，锻造圆时总道次为8道次，第9道次锻造出台阶轴，径锻机锻造后得到4支连体毛坯车轴。
本发明所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤3中第1道次压 下量为40mm，第2道次压下量为0mm，第3道次压下量为40mm，第4道次压下量为0mm， 第5道次压下量为34mm，第6道次压下量为0mm，第7道次压下量为5mm，第8道次压下 量为0mm，第9道次锻台阶。
本发明所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤3中第1道次压 下量为40mm，第2道次压下量为0mm，第3道次压下量为40mm，第4道次压下量为0mm， 第5道次压下量为34mm，第6道次压下量为0mm，第7道次压下量为5mm，第8道次精整， 第9道次锻台阶。
本发明所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤3中径锻机终锻 温度795℃。
本发明所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤4中第一次正火 温度为860℃，第二次正火温度为800℃，1次回火温度为530℃。
本发明所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，所述的一种采用连铸 坯锻造铁路车辆用车轴的材料成分为C含量为0.47～0.57wt％，Si含量为0.60～0.90为 wt％，Mn含量为0.60～0.90wt％，P含量为0～0.030wt％，S含量为0～0.03wt％，Cr含量为0～0.30wt％；Ni含量为0～0.30wt％，Cu含量为0～0.25wt％，Al含量为0.020～0.050wt％， 余量为Fe及其它不可避免的元素。
本发明所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，能够一次性生产多支 铁路车辆用车轴。
本发明所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，使用快锻机开坯成 型、径锻机锻造成轴的工艺流程，充分发挥快锻机可控制道次及压下量保证轴坯的内部质 量，径锻机编程自动化控制、成型尺寸精度高、效率高的特点，高质高效的生产出符合要求的毛坯车轴。
本发明所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，快锻机初次锻造小下 压量能够清除表面氧化铁皮，防止氧化铁皮压入影响表面质量。
本发明所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，无需使用连铸坯轧制 成车轴坯，简化传统车轴生产工艺流程的同时，具备高质高效节能的特点。
附图说明
图1为本发明所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法生产的所述的 一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴实物照片；
图2为具体实施方式一方法制备的第一根铁路车辆用车轴的金相组织照片；
图3为具体实施方式一方法制备的第二根铁路车辆用车轴的金相组织照片；
图4为具体实施方式一方法制备的第三根铁路车辆用车轴的金相组织照片；
图5为具体实施方式一方法制备的第四根铁路车辆用车轴的金相组织照片；
图6为具体实施方式二方法制备的第一根铁路车辆用车轴的金相组织照片；
图7为具体实施方式二方法制备的第二根铁路车辆用车轴的金相组织照片；
图8为具体实施方式二方法制备的第三根铁路车辆用车轴的金相组织照片；
图9为具体实施方式二方法制备的第四根铁路车辆用车轴的金相组织照片。
具体实施方式
具体实施方式一：
一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，包括如下步骤：
步骤1、选取直径为650mm的LZ50连铸圆坯，置于加热炉中加热，加热温度1220℃，保温时间6h,待用；
步骤2、步骤1处理过的LZ50连铸圆坯出炉后，用快锻机进行4道次锻造，初始道 次采用≤20mm压下量锻造，后续道次压下量为120～150mm，控制终锻温度为850～900℃， 锻造后的连铸圆坯的直径为350mm，待用；
步骤3、将步骤2经过快锻机锻造的连铸圆坯转移至径锻机，依据锻造的车轴尺寸参 数设置径锻机的锻造参数并将锻造参数输入径锻机控制系统，径锻机锻造过程中采用小压 下量多道次锻造，每道次压下量控制≤40mm，径锻机终锻温度750～800℃，分段后得到 单根铁路车辆用毛坯车轴；
步骤4、将步骤3得到的铁路车辆用车轴经过2次正火处理，然后经过1次回火处理，得到铁路车辆用车轴。
本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤1中所述连 铸圆坯的长度为1.1m。
本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤2中初次道 次采用20mm压下量锻造，后续进行1道次140mm压下量锻造，1道次130mm压下量锻造,1道次精整，终锻温度为882℃，锻造后的连铸圆坯的直径为350mm。
本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤3中径锻机 采用A-B程序锻造，A段压下、B段空走，锻造圆时总道次为8道次，第9道次锻造出台 阶轴，径锻机锻造后得到4支连体毛坯车轴。
本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤3中第1道次压下量为40mm，第2道次压下量为0mm，第3道次压下量为40mm，第4道次压下量 为0mm，第5道次压下量为34mm，第6道次压下量为0mm，第7道次压下量为5mm，第8 道次压下量为0mm，第9道次锻台阶。
本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤3中径锻机 终锻温度785℃。
本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤4中第一次 正火温度为860℃，第二次正火温度为800℃，1次回火温度为530℃。
本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，所述的一种采用 连铸坯锻造铁路车辆用车轴的材料成分为C含量为0.47～0.57wt％，Si含量为0.60～0.90 为wt％，Mn含量为0.60～0.90wt％，P含量为0～0.030wt％，S含量为0～0.03wt％，Cr含 量为0～0.30wt％；Ni含量为0～0.30wt％，Cu含量为0～0.25wt％，Al含量为0.020～0.050wt％，余量为Fe及其余不可避免的元素。
本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，生产的铁路车辆 用车轴经热处理后金相检验照片如图2-5所示，锻造的4支连体车轴编号依次为01、02、 03、04，其结构尺寸如表1所示，性能如表2所示：
表1车轴结构尺寸(单位：mm)
表2车轴性能
从附图和表2能够看出，本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生 产方法一次能够制备4支车轴，其性能符合标准TB/T2945的要求。
具体实施方式二：
一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，包括如下步骤：
步骤1、选取直径为550mm的LZ50连铸圆坯，置于加热炉中加热，加热温度1225℃并保温时间5h,待用；
步骤2、步骤1处理过的LZ50连铸圆坯出炉后，用快锻机进行4次锻造，初始道次 采用≤20mm压下量锻造，后续道次压下量为120～150mm，控制终锻温度为895℃，锻造 后的连铸圆坯的直径为355mm，待用；
步骤3、将步骤2经过快锻机锻造的坯料转移至径锻机，依据锻造的车轴尺寸参数设 置径锻机的锻造参数，锻造参数输入径锻机操作系统，径锻机锻造过程中采用小压下量多 道次锻造，每道次压下量控制≤40mm，径锻机终锻温度789℃，分段后得到单根铁路车辆用毛坯车轴；
步骤4、将步骤3得到的铁路车辆用车轴经过2次正火处理，然后经过1次回火处理，得到铁路车辆用车轴。
本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤1中所述的 连铸圆坯的长度为1.5m。
本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤2中初次道 次采用20mm压下量锻造，后续进行1道次120mm压下量锻造、1道次130mm压下量锻造，最后一道次精整，终锻温度为895℃，锻造后的连铸圆坯的直径为355mm。
本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤3中径锻机 采用A-B程序锻造，A段压下、B段空走，锻造圆时总道次为8道次，第9道次锻造出台 阶轴，径锻机锻造后得到4支连体毛坯车轴。
本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤3中第1道次压下量为40mm，第2道次压下量为0mm，第3道次压下量为40mm，第,4道次压下量 为0mm，第5道次压下量为34mm，第,6道次压下量为0mm，第7道次压下量为5mm，第8 道次压下量为0mm，第9道次锻台阶。
本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤4中第一次 正火温度为860℃，第二次正火温度为800℃，1次回火温度为530℃。
本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，所述的一种采用 连铸坯锻造铁路车辆用车轴的材料成分为C含量为0.47～0.57wt％，Si含量为0.60～0.90 为wt％，Mn含量为0.60～0.90wt％，P含量为0～0.030wt％，S含量为0～0.03wt％，Cr含 量为0～0.30wt％；Ni含量为0～0.30wt％，Cu含量为0～0.25wt％，Al含量为0.020～0.050wt％，余量为Fe及其它不可避免的元素。
本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，生产的铁路车辆 用车轴的金相照片如图6-9所示，锻造的4支连体车轴编号依次为05、06、07、08，其 结构尺寸如表3所示，性能如表4所示：
表3车轴结构尺寸(单位：mm)
表4车轴性能
从附图和表4能够看出，本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生 产方法一次能够制备4支车轴，其性能符合TB/T2945标准要求。
本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，使用快锻机开坯 成型、径锻机锻造成轴的工艺流程，充分发挥快锻机可控制道次及压下量保证轴坯的内部 质量，径锻机编程自动化控制、成型尺寸精度高、效率高的特点，高质高效的生产出符合 要求的毛坯车轴。
本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，快锻机初次锻造 小下压量能够清除表面氧化铁皮，防止氧化铁皮压入影响表面质量。
本实施方式所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，无需使用连铸坯 轧制成车轴坯，简化传统车轴生产工艺流程的同时，具备高质高效节能的特点。
具体实施方式三：
一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，包括如下步骤：
步骤1、选取直径为500～650mm的LZ50连铸圆坯，置于加热炉中加热，加热温度1200～1230℃，保温时间5～8h,待用；
步骤2、步骤1处理过的LZ50连铸圆坯出炉后，用快锻机进行5次锻造，初始道次 采用≤20mm压下量锻造，后续道次压下量为120～150mm，控制终锻温度为850～900℃， 锻造后的连铸圆坯的直径为350～380mm，待用；
步骤3、将步骤2经过快锻机锻造的连铸圆坯转移至径锻机，依据锻造的车轴尺寸参 数设置径锻机的锻造参数，锻造参数输入径锻机操作系统，径锻机锻造过程中采用小压下 量多道次锻造，每道次压下量控制≤40mm，径锻机终锻温度750～800℃，分段后得到单根铁路车辆用毛坯车轴；
步骤4、将步骤3得到的铁路车辆用车轴经过2～3次正火处理，然后经过1～2次回火处理，得到铁路车辆用车轴。
具体实施方式四：
根据具体实施方式三所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤1 中所述的连铸圆坯的长度为4～6m。
具体实施方式五：
根据具体实施方式三所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤2 中初次道次采用15mm压下量锻造，后续进行2道次140mm压下量锻造，终锻温度为860℃， 锻造后的连铸圆坯的直径为350mm。
具体实施方式六：
根据具体实施方式三所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤2 中初次道次采用20mm压下量锻造，后续进行3道次120mm压下量锻造，终锻温度为880℃， 锻造后的连铸圆坯的直径为350mm。
具体实施方式七：
根据具体实施方式三所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤3 中径锻机采用A-B程序锻造，A段压下、B段空走，锻造圆时总道次为8道次，第9道次 锻造出台阶轴，径锻机锻造后得到4支连体毛坯车轴。
具体实施方式八：
根据具体实施方式三所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤3 中第1道次压下量为40mm，第2道次压下量为0mm，第3道次压下量为40mm，第,4道次 压下量为0mm，第5道次压下量为34mm，第6道次压下量为0mm，第7道次压下量为5mm， 第8道次压下量为0mm，第9道次锻台阶。
具体实施方式九：
根据具体实施方式三所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤3 中第1道次压下量为40mm，第2道次压下量为0mm，第3道次压下量为40mm，第4道次 压下量为0mm，第5道次压下量为34mm，第6道次压下量为0mm，第7道次压下量为5mm， 第8道次精整，第9道次锻台阶。
具体实施方式十：
根据具体实施方式三所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤3 中径锻机终锻温度795℃。
具体实施方式十一：
根据具体实施方式三所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，步骤4 中第一次正火温度为860℃，第二次正火温度为800℃，1次回火温度为530℃。
具体实施方式十二：
根据具体实施方式三所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，所述的 一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的材料成分为C含量为0.47～0.57wt％，Si含量为 0.60～0.90为wt％，Mn含量为0.60～0.90wt％，P含量为0～0.030wt％，S含量为0～0.03wt％， Cr含量为0～0.30wt％；Ni含量为0～0.30wt％，Cu含量为0～0.25wt％，Al含量为0.020～0.050wt％，余量为Fe。
Claims (6)
1.一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、选取直径为550～650mm的LZ50连铸圆坯，置于加热炉中加热，加热温度1200～1230℃并保温时间5～8h,待用；
步骤2、步骤1处理过的LZ50连铸圆坯出炉后，用快锻机进行4～5道次锻造，初始道次采用≤20mm压下量锻造，后续保证2或3道次压下量为120～150mm，控制终锻温度为850～900℃，锻造后的坯料直径为345～360mm，待用；
步骤3、将步骤2经过快锻机开坯锻造的坯料转移至径锻机，依据锻造的车轴尺寸参数设置径锻机的锻造参数并将参数输入径锻机控制系统，径锻机锻造过程中采用小压下量多道次锻造，每道次压下量控制≤40mm，径锻机终锻温度795℃，得到尺寸合格的连体毛坯车轴,经锯切分段后得到单根铁路车辆用毛坯车轴；
步骤4、将步骤3得到的铁路车辆用车轴经过2次正火热处理，然后经过1次回火处理，得到性能及尺寸合格的铁路车辆用车轴；
步骤3中径锻机采用A-B程序锻造，A段压下、B段空走，锻造圆时总道次为8道次，第9道次锻造出台阶轴，径锻机锻造后得到4支连体毛坯车轴；
步骤3中第1道次压下量为40mm，第2道次压下量为0mm，第3道次压下量为40mm，第,4道次压下量为0mm，第5道次压下量为34mm，第6道次压下量为0mm，第7道次压下量为5mm，第8道次压下量为0mm或精整，第9道次锻台阶。
2.根据权利要求1所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，其特征在于：步骤1中所述的连铸圆坯的端面直径为550～650mm，长度为1.1～1.5m。
3.根据权利要求1或2所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，其特征在于：步骤2中快锻机初次道次采用15mm压下量锻造，后续进行2道次140mm压下量锻造，终锻温度为860℃，锻造后的坯料的直径为350mm。
4.根据权利要求2所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，其特征在于：步骤2中快锻机初次道次采用20mm压下量锻造，后续进行3道次120mm压下量锻造，终锻温度为880℃，锻造后的连铸圆坯的直径为355mm。
5.根据权利要求4所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，其特征在于：步骤4中第一次正火温度为850-870℃，第二次正火温度为790-810℃，1次回火温度为520-540℃。
6.根据权利要求5所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的生产方法，其特征在于：所述的一种采用连铸坯锻造铁路车辆用车轴的材料成分为C含量为0.47～0.57wt％，Si含量为0.60～0.90为wt％，Mn含量为0.60～0.90wt％，P含量为0～0.030wt％，S含量为0～0.03wt％，Cr含量为0～0.30wt％；Ni含量为0～0.30wt％，Cu含量为0～0.25wt％，Al含量为0.020～0.050wt％，余量为Fe及其余不可避免的元素。
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