RU2123405C1 - Method for making one-piece rolled railway-road wheels - Google Patents
Method for making one-piece rolled railway-road wheels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2123405C1 RU2123405C1 RU97103049A RU97103049A RU2123405C1 RU 2123405 C1 RU2123405 C1 RU 2123405C1 RU 97103049 A RU97103049 A RU 97103049A RU 97103049 A RU97103049 A RU 97103049A RU 2123405 C1 RU2123405 C1 RU 2123405C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- deformation
- rim
- range
- heating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности, к технологии изготовления цельнокатаных железнодорожных колес. The invention relates to metallurgy, in particular, to the technology of manufacturing solid-rolled railway wheels.
Известны способы изготовления цельнокатаных железнодорожных колес, направленные на повышение эффективности процесса и формирования структуры в процессе горячей пластической деформации [1, 2]. Суть изобретений заключается в том, что формирование структуры диска перед упрочнением с прокатного нагрева достигается путем дополнительной деформации диска со степенью 5-15%. Формирование структуры обода осуществляют в процессе деформирования с окончанием деформации при температуре 1050-1000oC.Known methods for the manufacture of solid-rolled railway wheels, aimed at improving the efficiency of the process and the formation of structures in the process of hot plastic deformation [1, 2]. The essence of the invention is that the formation of the structure of the disk before hardening with rolling heating is achieved by additional deformation of the disk with a degree of 5-15%. The formation of the structure of the rim is carried out in the process of deformation with the end of the deformation at a temperature of 1050-1000 o C.
Недостатками известных способов являются:
1. Высокая температура окончания деформации перед упрочнением, что не позволяет сформировать структуру, пригодную к упрочнению с прокатного нагрева. С этим связаны низкие значения пластичности и ударной вязкости [2].The disadvantages of the known methods are:
1. The high temperature of the end of deformation before hardening, which does not allow to form a structure suitable for hardening with rolling heating. This is associated with low values of ductility and toughness [2].
2. Дополнительная деформация диска после завершения технологической операции по формообразованию в колесопрокатном стане обуславливает увеличение времени цикла, что приводит к снижению производительности прессопрокатной линии, а также не обеспечивает получение необходимой структуры в ободе колеса [1]. 2. Additional deformation of the disk after completion of the technological operation of shaping in a rolling mill causes an increase in cycle time, which leads to a decrease in the productivity of the press rolling line, and also does not provide the necessary structure in the wheel rim [1].
В качестве прототипа принят способ изготовления железнодорожных колес, суть которого заключается в том, что формирование структуры обода колеса перед упрочнением с прокатного нагрева обеспечивается путем снижения температуры выгибки и калибровки обода в течение 20-50 сек до 880-900oC, а структура обода обеспечивается за счет обжатия со степенью 25-30% при температуре 1130-1080oC [3].As a prototype, a method for manufacturing railway wheels has been adopted, the essence of which is that the formation of the structure of the wheel rim before hardening with rolling heating is ensured by lowering the temperature of bending and calibration of the rim for 20-50 seconds to 880-900 o C, and the structure of the rim is provided due to compression with a degree of 25-30% at a temperature of 1130-1080 o C [3].
К недостаткам прототипа следует отнести следующее. Деформация на выгибном прессе в течение 20-50 сек при снижающейся температуре до 880-900oC со степенью 3-4% (технологически достигаемая степень деформации обода в процессе выгибки колеса) не позволяет измельчить зерно и тем самым достичь необходимого уровня пластичности и вязкости при упрочнении колеса с прокатного нагрева. Обжатие обода колеса на стане со степенью 25-30% при температуре 1130-1080oC (согласно прототипу температура окончания деформации на выгибном прессе после охлаждения в течение 20-50 сек достигает 880-900oC, соответственно температура предшествующей деформации на колесопрокатном стане составляет 1130-1080oC, что также не позволяет обеспечить необходимую дисперсность горячекатаной структуры.The disadvantages of the prototype include the following. Deformation in a bending press for 20-50 seconds at a decreasing temperature of 880-900 o C with a degree of 3-4% (technologically achievable degree of deformation of the rim in the process of bending the wheel) does not allow to grind the grain and thereby achieve the required level of ductility and viscosity at hardening wheels with rolling heating. Compression of the wheel rim on the mill with a degree of 25-30% at a temperature of 1130-1080 o C (according to the prototype, the temperature of the end of deformation in a bending press after cooling for 20-50 sec reaches 880-900 o C, respectively, the temperature of the previous deformation on the rolling mill is 1130-1080 o C, which also does not allow to provide the necessary dispersion of the hot-rolled structure.
Таким образом, основные недостатки способа заключаются в следующем. Thus, the main disadvantages of the method are as follows.
Известный способ деформирования не позволяет обеспечить необходимую дисперсность горячекатаной структуры перед упрочнением с прокатного нагрева и, как следствие, не позволяет обеспечить высокий уровень пластичности и вязкости. Отсутствие сведений о характере упрочнения (горизонтальный, вертикальный) не позволяет судить о возможности регулирования процессом упрочнения по ширине обода. The known method of deformation does not allow to provide the necessary dispersion of the hot-rolled structure before hardening with rolling heating and, as a result, does not allow to provide a high level of ductility and viscosity. The lack of information about the nature of hardening (horizontal, vertical) does not allow us to judge the possibility of regulating the hardening process along the width of the rim.
Задача изобретения заключается в создании способа изготовления цельнокатаных железнодорожных колес, направленного на повышение эффективности процесса за счет разработки температурных параметров нагрева и деформирования перед упрочнением с прокатного нагрева и последующего отпуска, совмещенного с изотермической выдержкой, что позволит устранить ряд технологических операций, в частности, отдельный нагрев колес под закалку и последующий отпуск. The objective of the invention is to create a method for the manufacture of solid-rolled railway wheels, aimed at increasing the efficiency of the process by developing temperature parameters for heating and deformation before hardening from rolling heating and subsequent tempering combined with isothermal aging, which will eliminate a number of technological operations, in particular, separate heating wheels for hardening and subsequent vacation.
Технический результат достигается тем, что температуру нагрева под деформацию поддерживают в интервале 1240-1200oC, а температуру окончания пластической деформации - в интервале 950-850oC, при этом термическое упрочнение с температуры окончания пластической деформации производят путем вертикальной прерывистой закалки, а операцию отпуска совмещают с противофлокенной обработкой и производят в температурном интервале 450-600oC, причем операцию формовки заготовки осуществляют в интервале температур 1100-1060oC, а операцию раскатки колеса в стане - при падении температуры с 1070-1030oC до 980-880oC.The technical result is achieved by the fact that the heating temperature for deformation is maintained in the range of 1240-1200 o C, and the temperature of the end of plastic deformation is in the range of 950-850 o C, while thermal hardening from the temperature of the end of plastic deformation is carried out by vertical intermittent hardening, and the operation tempering treatment is combined with protivoflokennoy and produce in the temperature range 450-600 o C, wherein the preform molding step is carried out in the temperature range of 1100-1060 o C, a rolling mill operation in the wheel - pr the temperature falls to 1070-1030 o C to 980-880 o C.
Выбранный интервал значений температур нагрева под деформирование и окончания деформации в сочетании с упрочнением с прокатного нагрева и последующим отпуском, совмещенным с противофлокенной обработкой, позволяет получить стабильно высокий уровень прочности и износостойкости при удовлетворительных значениях пластичности (обод) и ударной вязкости (диск) независимо от углеродного эквивалента стали (С + 1/4 Мп) в пределах ее марки. The selected range of temperatures for heating under deformation and the end of deformation, combined with hardening with rolling heating and subsequent tempering combined with antilock treatment, allows to obtain a stably high level of strength and wear resistance with satisfactory values of ductility (rim) and impact strength (disk) regardless of carbon steel equivalent (C + 1/4 Mp) within its grade.
Предельные значения температур нагрева под деформирование и окончания деформации в соответствии с предлагаемым способом имеют следующие объяснения. The limiting values of heating temperatures for deformation and the end of deformation in accordance with the proposed method have the following explanations.
При нагреве под деформирование до температуры более 1240oC и окончания деформации более 950oC положительный эффект формирования горячекатаной структуры под упрочнение с прокатного нагрева снижается вследствие устранения структурных изменений, связанных с понижением температуры нагрева под деформирование и окончания деформации и закалку, а именно измельчения зерна перлита, повышения дисперсности перлитных колоний, увеличения количества структурносвободного феррита.When heated under deformation to a temperature of more than 1240 o C and the end of deformation of more than 950 o C, the positive effect of the formation of a hot-rolled structure under hardening from rolling heating is reduced due to the elimination of structural changes associated with a decrease in the temperature of heating under deformation and the end of deformation and hardening, namely grain grinding perlite, increasing the dispersion of pearlite colonies, increasing the amount of structurally free ferrite.
При нагреве под деформирование до температуры менее 1200oC и окончания деформации 850oC реализации способа на прессопрокатной линии затрудняется вследствие невыполнения геометрических размеров колес.When heated under deformation to a temperature of less than 1200 o C and the end of deformation of 850 o C, the implementation of the method on the press-rolling line is difficult due to the non-fulfillment of the geometric dimensions of the wheels.
Согласно предлагаемому способу основные деформирующие операции выполняются в следующем интервале температур: формовка - 1100-1060oC и раскатка колес в стане при падении температуры с 980oC до 880oC. Заданный интервал выбран исходя из необходимости получения основных геометрических размеров в условиях пониженных на 30-70oC температур деформирования, а также с целью измельчения горячекатаной структуры под упрочнение с прокатного нагрева, поскольку раскатка обода и диска в стане является основной технологической операцией, ответственной за формирование горячекатаной структуры.According to the proposed method, the main deforming operations are performed in the following temperature range: molding - 1100-1060 o C and rolling the wheels in the mill when the temperature drops from 980 o C to 880 o C. The specified interval is selected based on the need to obtain the basic geometric dimensions under low 30-70 o C temperature deformation, as well as with the aim of grinding the hot-rolled structure under hardening from rolling heating, since rolling the rim and disk in the mill is the main technological operation responsible for the shape hot rolled structure.
В соответствии с предлагаемым способом температуры нагрева и окончания деформации на прессопрокатной линии (с учетом естественной потери тепла при транспортировке заготовки) приведены в табл. 1. In accordance with the proposed method, the heating temperature and the end of deformation on the press-rolling line (taking into account the natural heat loss during transportation of the workpiece) are given in table. one.
Температура окончания деформации в колесопрокатном стане и на выгибном прессе выбирается дифференцированно в зависимости от величины углеродного эквивалента. Значения температур представлены в табл. 2. The temperature of the end of deformation in the rolling mill and in the bending press is selected differentially depending on the value of the carbon equivalent. The temperature values are presented in table. 2.
Дифференцированная температура окончания деформации в колесопрокатном стане и на выгибном прессе связана с необходимостью повышения пластических характеристик и ударной вязкости для плавок с максимальным углеродным эквивалентом и, наоборот, повышения прочности и твердости для плавок с минимальным углеродным эквивалентом. The differentiated temperature of the end of deformation in a rolling mill and in a bending press is associated with the need to increase the plastic characteristics and toughness for melts with a maximum carbon equivalent and, conversely, increase the strength and hardness for melts with a minimum carbon equivalent.
Использование вертикальной прерывистой закалки в сочетании с дисперсной горячекатаной структурой, обеспечиваемой понижением температуры нагрева под деформирование и окончания деформации при последовательном деформировании на прессах и стане, позволяет повысить износостойкость и временное сопротивление металла обода. The use of vertical intermittent hardening in combination with a dispersed hot-rolled structure, which provides a decrease in the heating temperature under deformation and the end of deformation during successive deformation on presses and a mill, allows to increase the wear resistance and temporary resistance of the rim metal.
Выбор вертикальной прерывистой закалки связан с тем, что она позволяет реализовать возможность упрочнения не только поверхности катания колеса, но и боковых поверхностей обода, что в конечном счете определяет характеристики не только обода, но и диска колеса. The choice of vertical intermittent hardening is associated with the fact that it allows you to realize the possibility of hardening not only the surface of the wheel, but also the side surfaces of the rim, which ultimately determines the characteristics of not only the rim, but also the wheel disk.
Предлагаемый интервал совмещенной операции отпуска и противофлокенной обработки позволит получить стабильный уровень прочностных и пластических характеристик обода независимо от величины углеродного эквивалента. Температурный интервал отпуска в зависимости от величины углеродного эквивалента приведен в табл. 3. The proposed interval combined operation of tempering and anti-flock treatment will allow to obtain a stable level of strength and plastic characteristics of the rim regardless of the carbon equivalent value. The temperature range of tempering depending on the value of the carbon equivalent is given in table. 3.
Пример конкретной реализации способа изготовления цельнокатаных железнодорожных колес в условиях колесопрокатного цеха АО Выксунский металлургический завод. Для опробирования способа были отобраны головные заготовки с углеродным эквивалентом 0,69; 0,77 и 0,89%. Нагрев заготовок под деформирование осуществляли в кольцевой печи. Деформирование осуществляли по следующей схеме: предварительная осадка на прессе 2000 т.с., окончательная осадка и разгонка на прессе 5000 т.с., формовка на прессе 10000 т.с., раскатка в колесопрокатном стане диска и обода, выгибка диска и калибровка обода на прессе 3500 т.с. An example of a specific implementation of a method for manufacturing solid-rolled railway wheels in the conditions of a wheel-rolling workshop of AO Vyksa Metallurgical Plant. To test the method, head blanks with a carbon equivalent of 0.69 were selected; 0.77 and 0.89%. The preforms under deformation were heated in a ring furnace. The deformation was carried out according to the following scheme: preliminary draft on a press of 2000 tp, final draft and acceleration on a press of 5000 tp, molding on a press of 10,000 tp, rolling in a wheel mill of a disk and a rim, bending of a disk and calibration of the rim on the press 3500 t.s.
Температура нагрева заготовок под деформирование и окончания деформации в соответствии с предлагаемым способом приведены в табл. 4. The heating temperature of the workpieces for deformation and the end of deformation in accordance with the proposed method are given in table. 4.
После завершения деформирующих операций в соответствии с предлагаемым способом колеса подвергали вертикальной прерывистой закалке при вращении колеса в закалочной машине. Время закалки было скорректировано в связи с закалкой черновых колес с увеличенной толщиной обода и составило соответственно: 264, 192 и 120 сек для колес с углеродным эквивалентом 0,69; 0,77 и 0,89% соответственно. Давление воды перед спрейерами составило 0,9-1,0 кгс/см2.After completion of the deforming operations in accordance with the proposed method, the wheels were subjected to vertical intermittent hardening during rotation of the wheel in a quenching machine. The hardening time was adjusted in connection with the hardening of rough wheels with an increased rim thickness and amounted to: 264, 192 and 120 seconds for wheels with a carbon equivalent of 0.69; 0.77 and 0.89%, respectively. The water pressure in front of the sprayers was 0.9-1.0 kgf / cm 2 .
После закалки осуществляли отпуск колес, совмещенный с изотермической выдержкой, в проходных конвейерных печах. Температурный интервал отпуска составил соответственно: 450-480oC, 520-540oC, 590-600oC для колес с углеродным эквивалентом 0,69; 0,77 и 0,89%.After quenching, the wheels were tempered, combined with isothermal aging, in continuous conveyor furnaces. The temperature range of tempering was respectively: 450-480 o C, 520-540 o C, 590-600 o C for wheels with a carbon equivalent of 0.69; 0.77 and 0.89%.
Последовательность технологических операций при деформировании по технологии прототипа была идентичной. Режим нагрева и окончания деформации по технологии прототипа приведен в табл. 5. The sequence of technological operations during deformation by prototype technology was identical. The heating mode and the end of deformation according to the technology of the prototype are given in table. 5.
После завершения деформирующих операций колеса подвергали закалке на горизонтальной закалочной машине. Время закалки колес в зависимости от углеродного эквивалента (0,69; 0,77 и 0,89%) соответственно составило 220, 160 и 200 сек, давление воды перед спрейерами - 0,9 - 1,0 кгс/см2.After completion of the deforming operations, the wheels were quenched on a horizontal quenching machine. The wheel hardening time, depending on the carbon equivalent (0.69; 0.77 and 0.89%), respectively, was 220, 160 and 200 seconds, the water pressure in front of the sprayers was 0.9 - 1.0 kgf / cm 2 .
После закалки осуществляли отпуск в конвейерных печах при температуре 500oC.After quenching, tempering was carried out in conveyor furnaces at a temperature of 500 o C.
Результаты испытаний механических свойств колес, обработанных по технологии прототипа, приведены в табл. 5. The test results of the mechanical properties of the wheels processed by the technology of the prototype are given in table. 5.
Как следует из приведенных данных, увеличение прочности и твердости, в соответствии с предлагаемым способом, составило 5-10%, пластических характеристик - от 10 до 30% и ударной вязкости - до 30%. As follows from the above data, the increase in strength and hardness, in accordance with the proposed method, amounted to 5-10%, plastic characteristics - from 10 to 30% and impact strength - up to 30%.
Реализации предлагаемого способа позволит повысить эффективность технологического процесса за счет сокращения технологических операций - отдельного нагрева под закалку и последующего отпуска колес. Ожидаемое снижение себестоимости при этом составит около 30%. Implementation of the proposed method will improve the efficiency of the process due to the reduction of technological operations - separate heating for hardening and subsequent tempering of the wheels. The expected cost reduction will be about 30%.
Литература
1. Авторское свидетельство СССР N 829697.Literature
1. USSR author's certificate N 829697.
2. Авторское свидетельство СССР N 1032031. 2. Copyright certificate of the USSR N 1032031.
3. Авторское свидетельство СССР N 1211313. 3. Copyright certificate of the USSR N 1211313.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97103049A RU2123405C1 (en) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | Method for making one-piece rolled railway-road wheels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97103049A RU2123405C1 (en) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | Method for making one-piece rolled railway-road wheels |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2123405C1 true RU2123405C1 (en) | 1998-12-20 |
| RU97103049A RU97103049A (en) | 1999-03-10 |
Family
ID=20190333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97103049A RU2123405C1 (en) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | Method for making one-piece rolled railway-road wheels |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2123405C1 (en) |
-
1997
- 1997-02-27 RU RU97103049A patent/RU2123405C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105220067B (en) | The resonant rod of the radio-frequency (RF) device production method of invar cold-heading silk | |
| CN101456032A (en) | Production method of carbon cold-forging steel large coil for 8.8 level high-intensity fasteners | |
| CN103464991A (en) | Gear ring machining process | |
| CN105458027A (en) | Cold extrusion forming process and die for vibration block forge piece | |
| CN105316574A (en) | Work hardenable yield ratio-controlled steel and method of manufacturing the same | |
| EP0554257A1 (en) | High-strength steel parts and method of making. | |
| CN107022720A (en) | The production method of stock utilization higher resonant rod cold-heading silk | |
| CN107514425A (en) | The preparation method of bearing ball | |
| CN113430337A (en) | Integral quenching and tempering heat treatment method for H13 round steel | |
| RU2123405C1 (en) | Method for making one-piece rolled railway-road wheels | |
| CN109022738B (en) | Preparation method of low-temperature impact resistant CrMo alloy steel forged circle | |
| US4973368A (en) | Method of manufacturing steel elements designed to withstand high stress, such as roller bearing elements | |
| CN111074051B (en) | Production method of steel wear-resisting plate BTW for coal mine | |
| CN101069894A (en) | Method for producing cogging by air-valve steel rolling | |
| CN109262203B (en) | Preparation method of impact-resistant alloy tool steel ball | |
| CN109175177B (en) | Preparation method of bucket teeth | |
| US2129671A (en) | Method of manufacturing wheels | |
| KR102507468B1 (en) | Manufacturing method of metal wire for bolt production | |
| RU2049588C1 (en) | Railway wheel manufacture method | |
| CN109604494A (en) | A kind of forging method of ultra-large type sheepshead forging | |
| CN109333010A (en) | A kind of forging method of metallurgy mine tram wheel | |
| CN111101077A (en) | Low-cost high-wear-resistance stretch reducing roller and heat treatment process thereof | |
| RU2119961C1 (en) | Method of manufacturing railway tires from continuously cast preforms | |
| SU1211313A1 (en) | Method of manufacturing seamless rolled railway wheels | |
| JPH11254077A (en) | Manufacture of die of high strength and high toughness |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080228 |