RU2049586C1 - Method for manufacture of seamless welded railway wheels from continuous ingot - Google Patents
Method for manufacture of seamless welded railway wheels from continuous ingot Download PDFInfo
- Publication number
- RU2049586C1 RU2049586C1 RU94007539A RU94007539A RU2049586C1 RU 2049586 C1 RU2049586 C1 RU 2049586C1 RU 94007539 A RU94007539 A RU 94007539A RU 94007539 A RU94007539 A RU 94007539A RU 2049586 C1 RU2049586 C1 RU 2049586C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- jumper
- ingot
- workpiece
- wheels
- billets
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству цельнокатаных колес из непрерывнолитого слитка. The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular the production of solid-rolled wheels from a continuously cast ingot.
Известен способ изготовления цельнокатаных железнодорожных колес, заключающийся в том, что слитки, отлитые в изложницы, надрезают на заготовки с отношением высоты Н к диаметру D 0,4-0,6 с составлением шеек между ними и производят ломку этого слитка по местам надреза с образованием по центру каждой заготовки разорванной шейки. Нагретую заготовку подвергают осадке, разгонке, формовке с последующей прокаткой колеса, калибровкой и термической обработкой [1]
Поскольку порезке на заготовки подвергают слиток конической формы, отлитый в изложницы, с внешним оформлением по типу ромашки, неизбежен разновес заготовок, который достигает 8% или 40 кг Это влечет за собой усложнение технологического процесса изготовления колес, дополнительные затраты при механической обработке. Существенно устраняется этот недостаток применением для колесных заготовок непрерывнолитого слитка, имеющего по его длине одинаковое сечение, что позволяет свести разновес заготовок к минимуму, т.е. 1,3% или 5-7 кг.A known method of manufacturing solid-rolled railway wheels, which consists in the fact that the ingots cast in the molds are cut into workpieces with a ratio of height H to diameter D of 0.4-0.6 with the necks being made between them and the ingot is broken in places of incision with the formation in the center of each piece of the torn neck. The heated billet is subjected to sedimentation, acceleration, molding, followed by rolling of the wheel, calibration and heat treatment [1]
Since the ingot is cast into molds and cast into molds with an external design similar to chamomile, the workpiece balance is inevitable, which reaches 8% or 40 kg.This entails the complication of the technological process of manufacturing the wheels, additional costs for machining. This drawback is substantially eliminated by using a continuously cast ingot for wheel billets having the same cross section along its length, which allows minimizing the workpiece weights, i.e. 1.3% or 5-7 kg.
В связи с этим наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ изготовления цельнокатаных железнодорожных колес из непрерывнолитого слитка, который включает порезку этого слитка и его ломку на заготовки с оставлением шеек при соотношении 2,0 > H/D > 0,9, где Н высота заготовки, а D ее диаметр, осадку заготовок между верхней и нижней плитами пресса, их формовку, прокатку колес и прошивку отверстия с удалением перемычки. Далее ведут калибровку, механическую обработку и термообработку колеса [2]
Как известно, в процессе разливки металла и его затвердевания идет процесс выделения из него газов и неметаллических включений. При отливке металла в изложницы, устанавливаемые вертикально, эти газы и неметаллические включения, не достигшие усадочной раковины, располагаются в слитке также вертикально по его оси. Технологический процесс изготовления колес из таких слитков [1] отработан таким образом, что при прошивке их центрального отверстия в удаляемую при этом перемычку попадает металл, загрязненный газами и неметаллическими включениями во время его затвердевания. В теле колеса остается чистый металл, что повышает его усталостную прочность при циклическом нагружении изделия, каким является вагонное колесо.In this regard, the closest in technical essence and the achieved effect to the proposed one is a method of manufacturing solid-rolled railway wheels from a continuously cast ingot, which includes cutting this ingot and breaking it into billets with leaving necks at a ratio of 2.0> H / D> 0.9 where H is the height of the workpiece, and D its diameter, the draft of the workpieces between the upper and lower plates of the press, their molding, rolling the wheels and piercing the hole with the removal of the jumper. Next, they carry out calibration, machining and heat treatment of the wheel [2]
As you know, in the process of casting metal and its solidification, the process of gas evolution from it and non-metallic inclusions is underway. When casting metal into molds mounted vertically, these gases and non-metallic inclusions that do not reach the shrink shell are also arranged vertically along the axis of the ingot. The technological process of manufacturing wheels from such ingots [1] has been worked out in such a way that when flashing their central hole, metal contaminated with gases and nonmetallic inclusions during its solidification gets into the jumper removed during this. Pure metal remains in the body of the wheel, which increases its fatigue strength under cyclic loading of the product, which is a wagon wheel.
При отливке слитка на радиальной машине непрерывного литья затвердеваемый в кристаллизаторе металл проходит его вертикальный, криволинейный и горизонтальный участки. Поэтому выделяемые из металла газы и неметаллические включения поднимаются не по оси слитка, как это имеет место в изложнице, а, начиная с криволинейного участка, к наружной его поверхности, образуя как бы эксцентриситет между осью слитка и условной осью скапливаемых включений. В этом случае прошивка центрального отверстия в заготовке или колесе и удаление перемычки по существующей [1] технологии не только не исключает, но и гарантирует оставление неметаллических включений в теле колеса. When casting an ingot on a radial continuous casting machine, the metal hardened in the mold passes through its vertical, curvilinear and horizontal sections. Therefore, the gases released from the metal and non-metallic inclusions rise not along the axis of the ingot, as is the case in the mold, but, starting from a curved section, to its outer surface, forming an eccentricity between the axis of the ingot and the conditional axis of the accumulated inclusions. In this case, flashing the central hole in the workpiece or the wheel and removing the jumper according to the existing [1] technology not only does not exclude it, but also ensures that non-metallic inclusions remain in the body of the wheel.
Кроме того, при порезке слитка и ломке его на заготовки с обеих их торцов образуются неровные шейки, которые ведут к тому, что при установке на нижнюю плиту пресса перед осадкой, заготовки наклоняются, что в процессе их деформации ведет к непредсказуемому изменению положения зоны металла с неметаллическими включениями в теле колеса. In addition, when cutting an ingot and breaking it into billets, uneven necks are formed from both their ends, which lead to the fact that when the press is installed on the lower plate before upsetting, the billets are tilted, which during their deformation leads to an unpredictable change in the position of the metal zone with non-metallic inclusions in the body of the wheel.
Это дополнительно способствует сохранению включений в готовом изделии и снижает его циклическую прочность. This additionally contributes to the preservation of inclusions in the finished product and reduces its cyclic strength.
Задача изобретения в обеспечении гарантированного удаления металла с газовыми и другими неметаллическими включениями из тела заготовки в процессе их деформации, что повысит циклическую прочность колес и, следовательно, их эксплуатационную надежность. The objective of the invention is to ensure guaranteed removal of metal with gas and other non-metallic inclusions from the body of the workpiece during their deformation, which will increase the cyclic strength of the wheels and, therefore, their operational reliability.
Согласно изобретению поставленная задача решается тем, что в способе изготовления цельнокатаных железнодорожных колес из непрерывнолитого слитка, включающем порезку слитка и его ломку на заготовки с соотношением 2,0 > H/D > 0,9 и с оставлением шеек, осадку заготовок между верхней и нижней плитами пресса, их формовку, прокатку колес и прошивку отверстия с удалением перемычки, перед осадкой заготовку фиксируют на нижней плите с положением ее продольной оси параллельно вертикальной оси этой плиты, а перемычку перед ее удалением выполняют, исходя из зависимости
t (0,10-0,16) D, где t толщина перемычки;
D диаметр заготовки;
Н высота заготовки.According to the invention, the problem is solved in that in a method for manufacturing solid-rolled railway wheels from a continuously cast ingot, including cutting an ingot and breaking it into billets with a ratio of 2.0> H / D> 0.9 and leaving necks, the billets are settled between the upper and lower press plates, their molding, wheel rolling and hole piercing with removal of the jumper, before upsetting, the workpiece is fixed on the bottom plate with its longitudinal axis parallel to the vertical axis of this plate, and the jumper is removed before its removal, the outcome from dependence
t (0.10-0.16) D, where t is the thickness of the jumper;
D is the diameter of the workpiece;
N height of the workpiece.
В настоящее время непрерывнолитой слиток для колесных заготовок имеет диаметр 360-430 мм. Соответственно, исходя из требуемого веса колесных заготовок и диаметров получаемых слитков, отношение Н/D этих заготовок находится в пределах 0,9-2,0. При таком соотношении высоты заготовок и их диаметров велась разработка способа. Currently, the continuously cast ingot for wheel billets has a diameter of 360-430 mm. Accordingly, based on the required weight of the wheel blanks and the diameters of the obtained ingots, the N / D ratio of these blanks is in the range of 0.9-2.0. With this ratio of the height of the workpieces and their diameters, the development of the method was carried out.
По данному способу прошивку отверстия в процессе изготовления колес можно проводить перед формовкой заготовки, а также после формовки, перед прокаткой колеса. According to this method, hole piercing during the manufacturing of wheels can be carried out before molding the workpiece, as well as after molding, before rolling the wheel.
В результате проведенных исследований в промышленных условиях установлено, что во время кристаллизации слитка непрерывнолитого металла в зависимости от различных параметров процесса и сечения заготовки зона расположения газовых и неметаллических включений смещается от центральной оси слитка к его поверхности на 6-8 мм. При осадке заготовки и ее формовке эта зона за счет деформации увеличивается в размерах ее сечения, поэтому для гарантированного устранения металла этой зоны при прошивке отверстия колеса и удалении перемычки проведена серия экспериментов. As a result of studies in industrial conditions, it was found that during crystallization of a continuously cast metal ingot, depending on various parameters of the process and the workpiece section, the gas and non-metallic inclusions location zone shifts from the central axis of the ingot to its surface by 6-8 mm. When the blank is upset and molded, this zone increases due to deformation in the size of its cross section; therefore, a series of experiments was performed to ensure the elimination of the metal in this zone when the wheel hole was pierced and the bridge was removed.
Учитывая, что диаметр прошиваемого отверстия в заготовке и колесе во всех случаях 170±5 мм, установлено, что для гарантированного концентрирования в перемычке и удаления с ней всего металла, содержащего неметаллические включения, толщина перемычки должна быть
t1 38-68 мм, если прошивку отверстия выполняют перед формовкой заготовки, и эта толщина должна составлять
t2 41-71 мм в случае, когда прошивку отверстия выполняют после формовки заготовки перед прокаткой колеса. При этом значения величины t1 38 мм и t2 41 мм относятся к тому случаю, когда для изготовления колес использовали заготовки из слитков, диаметр которых равен 360 мм (нижний граничный размер слитка), а значения величин t1 68 мм и t2 71 мм соответствуют тому, когда для изготовления колес использовали заготовки из слитков диаметром 430 мм (верхний граничный размер слитка).Considering that the diameter of the stitched hole in the workpiece and the wheel in all cases is 170 ± 5 mm, it was found that for guaranteed concentration in the jumper and removal of all metal containing non-metallic inclusions with it, the thickness of the jumper should be
t 1 38-68 mm, if the holes are pierced before the workpiece is molded, and this thickness should be
t 2 41-71 mm in the case when the hole is pierced after molding the workpiece before rolling the wheel. The values of t 1 38 mm and t 2 41 mm refer to the case when ingot blanks were used for the manufacture of wheels, the diameter of which is 360 mm (lower boundary size of the ingot), and the values of t 1 68 mm and t 2 71 mm correspond to when, for the manufacture of wheels, billets of ingots with a diameter of 430 mm were used (upper boundary size of the ingot).
Приводя к единой системе единиц, устанавливаем
t1 (0,10-0,15)D
t2 (0,11-0,16)D
На фиг. 1 представлено в качестве примера исполнения устройство, состоящее из верхней и нижней формовочных плит; на фиг. 2 вид (в плане) А-А на фиг. 1; на фиг. 3 нижняя плита с установленной в ней заготовкой.Leading to a unified system of units, we establish
t 1 (0.10-0.15) D
t 2 (0.11-0.16) D
In FIG. 1 is an exemplary embodiment of a device consisting of upper and lower molding boards; in FIG. 2 view (plan) AA in FIG. 1; in FIG. 3 bottom plate with a workpiece installed in it.
Устройство содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 обжимные плиты. Нижняя плита имеет глуходонную цилиндрическую выточку 3. Позицией 4 показана шейка заготовки 5. The device contains the upper 1 and lower 2 crimp plates. The bottom plate has a deep-grooved
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
После порезки и ломки слитка на заготовки 5 каждая из них по торцам остается с шейками 4. After cutting and breaking the ingot into
Заготовку устанавливают на нижнюю обжимную плиту таким образом, чтобы ее шейка входила в глуходонную цилиндрическую выточку 3. Глубина выточки составляет не менее длины шейки заготовки, т.е. не менее 20 мм. После установки шейки в выточку заготовка своим торцом ложится на поверхность плиты 2 и тем самым фиксирует себя в положении, когда ее продольная ось параллельна вертикальной оси этой плиты. Усилием пресса 2000 т.с. между плитами устройства осуществляют осадку заготовки. В этом положении заготовки относительно нижней плиты исключается непредсказуемое изменение положения металла с неметаллическими включениями в теле колеса в процессе его изготовления. После осадки заготовки ее подвергают разгонке и формовке с последующей прокаткой колеса. Прошивку отверстия в зоне ступицы осуществляют либо перед формовкой, либо после формовки. В первом случае для прошивки оставляют перемычку с
t (0,10-0,15)D, во втором случае ее оставляют с
t (0,11-0,16)D, где t толщина перемычки и
D диаметр заготовки.The workpiece is mounted on the lower crimping plate so that its neck fits into a deep-groove
t (0.10-0.15) D, in the second case it is left with
t (0.11-0.16) D, where t is the thickness of the jumper and
D is the diameter of the workpiece.
При этом коэффициенты 0,10 и 0,11 относятся к заготовке с D 360 мм, а коэффициенты 0,15 и 0,16 к заготовке D 430 мм. In this case, the coefficients 0.10 and 0.11 relate to the workpiece with D 360 mm, and the coefficients 0.15 and 0.16 to the workpiece D 430 mm.
В промышленных условиях Нижнетагильского металлургического комбината непрерывнолитые слитки диаметром 360 и 430 мм надрезали и ломали на заготовки весом 465 кг для вагонных колес диаметром 950 мм. Длина шеек заготовок по торцам не превышала 20 мм, диаметр 180 мм. По центру нижней плиты пресса для осадки заготовок выполнена глуходонная выточка диаметром, равным 200 мм. Заготовки их шейками устанавливали в выточку нижней плиты, тем самым фиксировали их положение, когда продольная ось параллельна вертикальной оси плиты, и осаживали. Under the industrial conditions of the Nizhny Tagil Metallurgical Plant, continuously cast ingots with a diameter of 360 and 430 mm were cut and broken into billets weighing 465 kg for wagon wheels with a diameter of 950 mm. The length of the necks of the blanks at the ends did not exceed 20 mm, and the diameter was 180 mm. In the center of the bottom plate of the press for settling the blanks, a deep-groove groove with a diameter of 200 mm was made. Blanks with their necks were installed in the undercut of the bottom plate, thereby fixing their position when the longitudinal axis is parallel to the vertical axis of the plate, and settled.
В части заготовок прошивку отверстия выполняли перед их формовкой. При этом перед прошивкой перемычку выполняли толщиной 38 мм для заготовок с D 360 мм и толщиной 68 мм для заготовок с D 430 мм. В другой части заготовок прошивку отверстия выполняли после их формовки, т.е. перед прокаткой. В этом случае перемычку перед прошивкой выполняли толщиной 41 мм и 71 мм соответственно для заготовок диаметром 360 и 430 мм. In the part of the blanks, holes were pierced before they were molded. In this case, before flashing, the jumper was made 38 mm thick for blanks with D 360 mm and 68 mm thick for blanks with D 430 mm. In another part of the blanks, hole piercing was performed after their molding, i.e. before rolling. In this case, the jumper before flashing was performed with a thickness of 41 mm and 71 mm, respectively, for workpieces with a diameter of 360 and 430 mm.
После изготовления колес макроструктурный анализ металла их ступицы и прилегающей к ней части диска показал отсутствие недопустимых объемов газовых и других неметаллических включений, образующихся при остывании и кристаллизации слитка. After the manufacture of the wheels, a macrostructural analysis of the metal of their hub and the adjacent part of the disk showed the absence of unacceptable volumes of gas and other nonmetallic inclusions formed during cooling and crystallization of the ingot.
Отсутствие этих включений гарантирует повышение циклической прочности колес и, следовательно, их эксплуатационной надежности, что соответствует выполнению задачи, стоявшей перед изобретением. The absence of these inclusions guarantees an increase in the cyclic strength of the wheels and, consequently, their operational reliability, which corresponds to the fulfillment of the task facing the invention.
Claims (2)
t (0,10 0,16)D,
где D диаметр заготовки;
H высота заготовки,
t толщина перемычки
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при прошивке отверстия и удаления перемычки перед формовкой перемычку формируют, исходя из зависимости
t (0,10 0,15)D.1. METHOD FOR PRODUCING SOLID-ROLLED RAILWAY WHEELS FROM CONTINUOUS INGOT, including cutting the ingot and breaking it into workpieces with a ratio of 2.0> H / D> 0.9 and with the formation of necks, settling of the workpieces between the upper and lower press plates, their molding, wheels and piercing the hole with the removal of the jumper, characterized in that before the draft, the workpiece is fixed on the bottom plate with the position of its longitudinal axis parallel to the vertical axis of this plate, and the jumper is formed before its removal, based on the dependence
t (0.10 0.16) D,
where D is the diameter of the workpiece;
H workpiece height,
t jumper thickness
2. The method according to claim 1, characterized in that when flashing the hole and removing the jumper before molding, the jumper is formed based on the dependence
t (0.10 0.15) D.
t (0,11 0,16)D.3. The method according to claim 1, characterized in that when flashing the hole and removing the jumper before rolling, the jumper is formed based on the dependence
t (0.11 0.16) D.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94007539A RU2049586C1 (en) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | Method for manufacture of seamless welded railway wheels from continuous ingot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94007539A RU2049586C1 (en) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | Method for manufacture of seamless welded railway wheels from continuous ingot |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94007539A RU94007539A (en) | 1995-09-27 |
| RU2049586C1 true RU2049586C1 (en) | 1995-12-10 |
Family
ID=20153134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94007539A RU2049586C1 (en) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | Method for manufacture of seamless welded railway wheels from continuous ingot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2049586C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001051233A1 (en) * | 2000-01-14 | 2001-07-19 | Bochumer Verein Verkehrstechnik Gmbh | Method for production of a disc wheel body for rail vehicles |
-
1994
- 1994-02-24 RU RU94007539A patent/RU2049586C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Бибик Г.А. и др. Производство железнодорожных колес, М.: Металлургия, 1982, с.26-42. * |
| 2. Генкин В.Я. Непрерывнолитые круглые заготовки, М.: Металлургия, 1984, с.87-105. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001051233A1 (en) * | 2000-01-14 | 2001-07-19 | Bochumer Verein Verkehrstechnik Gmbh | Method for production of a disc wheel body for rail vehicles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11458528B2 (en) | Wheel automatic closed die forging production line and aluminum alloy wheel | |
| CN106319305B (en) | 6061 material commercial car aluminium alloy spindle nose liquid forging process methods | |
| KR880009710A (en) | Proximity Ring Gear Forging Production Method | |
| CN105921539B (en) | The preparation method of large-caliber deep blind hole workpiece | |
| CA2164486C (en) | Metallic ingot for plastic working and method for producing the same | |
| RU2049586C1 (en) | Method for manufacture of seamless welded railway wheels from continuous ingot | |
| CN106636798B (en) | 6061 material commercial car aluminium alloy wheel hub liquid forging process methods | |
| CN110919375B (en) | Double-size flange forging process | |
| RU2139768C1 (en) | Method for making railway road wheels of continuously cast ingot | |
| RU2302921C2 (en) | Flawless forged pieces forging method for producing elongated articles such as rotors or shafts | |
| CN1112265C (en) | Centrifugal electroslag casting process of producing forge steel for tools and dies | |
| WO2016027208A1 (en) | A method of forging complex parts from continuous cast billets | |
| RU2041008C1 (en) | Method of making railroad wheels | |
| EP0105368B1 (en) | Method of hot-forming metals prone to crack during rolling | |
| SU1098644A1 (en) | Method of obtaining hollow forgings | |
| RU94007539A (en) | METHOD OF MANUFACTURING FLEXIBLE ROLLED RAILWAYS FROM UNINTERRUPTED INGOT | |
| SU818717A1 (en) | Method of producing railway wheel workpiecies | |
| SU1682023A1 (en) | Method of upsetting ingots | |
| SU1729676A1 (en) | Method of fabricating railway wheels | |
| US390809A (en) | Manufacture of saw-plates | |
| CN106399770A (en) | Liquid die-forging technology for A357 aluminum alloy applied to commercial vehicle axle head | |
| RU2429939C2 (en) | Manufacturing method of tube billets for thin-wall high-strength housings | |
| JP2005046904A (en) | Method for producing wheel for vehicle | |
| KR20060025517A (en) | Production method by means of liquid forging and hot shaping | |
| SU1637938A1 (en) | Forging ingot |