RU2139768C1 - Method for making railway road wheels of continuously cast ingot - Google Patents
Method for making railway road wheels of continuously cast ingot Download PDFInfo
- Publication number
- RU2139768C1 RU2139768C1 RU98106297A RU98106297A RU2139768C1 RU 2139768 C1 RU2139768 C1 RU 2139768C1 RU 98106297 A RU98106297 A RU 98106297A RU 98106297 A RU98106297 A RU 98106297A RU 2139768 C1 RU2139768 C1 RU 2139768C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blanks
- diameter
- hole
- workpieces
- continuously cast
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении железнодорожных колес из непрерывнолитых слитков. The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in the manufacture of railway wheels from continuously cast ingots.
Известны способы изготовления цельнокатаных колес из слитков, отлитых в изложницы. Как известно, в процессе разливки металла и его затвердевания идет процесс выделения из него газов и неметаллических включений. Known methods for the manufacture of solid-rolled wheels from ingots cast in molds. 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.
Эти газы и неметаллические включения, не достигающие усадочной раковины, располагаются в слитке вертикально по его оси. Технологический процесс изготовления колес из таких слитков 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. Поэтому в теле колеса остается чистый металл, что повышает его усталостную прочность при циклическом нагружении изделия, каким является колесо [1, стр. 26-38]. These gases and non-metallic inclusions that do not reach the shrink shell are arranged vertically along the axis of the ingot. The technological process for manufacturing wheels from such ingots has been worked out in such a way that, when flashing their central hole, metal contaminated with gases and nonmetallic inclusions during its solidification enters the jumper removed during this process. Therefore, pure metal remains in the body of the wheel, which increases its fatigue strength under cyclic loading of the product, which is a wheel [1, p. 26-38].
При отливке слитка на 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 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 технологии [1] не только не исключает, но и гарантирует наличие неметаллических включений в теле колеса. Известен способ изготовления железнодорожных колес из непрерывнолитого слитка, заключающийся в том, что порезку слитка и его ломку на заготовки производят составлением шейки при соотношении 2.0 > H/D > 0.9, где H - высота шейки, a D-ee диаметр [2] . Однако при порезке слитка и поломке ее на заготовки с обоих ее 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. Это ведет к сохранению неметаллических включений и осевой рыхлости в ступице готового колеса. When casting an ingot on a continuous casting machine, the metal hardened in the mold passes through its vertical, curvilinear and horizontal sections. Therefore, gases and non-metallic inclusions emitted from the metal do not rise along the axis of the ingot, as is the case in the mold, but starting from a curved section, to the 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 wheel and removing the jumper using the existing technology [1] not only does not exclude it, but also guarantees the presence of non-metallic inclusions in the body of the wheel. There is a method of manufacturing railway wheels from a continuously cast ingot, which consists in cutting the ingot and breaking it into billets by compiling a neck at a ratio of 2.0> H / D> 0.9, where H is the height of the neck and a D-ee diameter [2]. However, when cutting an ingot and breaking it into workpieces, uneven necks form from both of its ends, which leads to the fact that when installed on the lower plate of the press before upsetting, the workpieces are tilted, which during their deformation leads to an unpredictable change in the position of the metal zone with nonmetallic inclusions in the body of the wheel. This leads to the preservation of non-metallic inclusions and axial friability in the hub of the finished wheel.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ изготовления железнодорожных колес, осуществляемый на Нижнетагильском металлургическом комбинате. Способ деформации включает в себя нагрев заготовок из непрерывнолитого слитка, их осадку на гладких плитах, осадку в кольце, разгонку заготовки с наметкой, прошивку заготовки на прессе усилием 500 тc, формовку на прессе усилием 7000 тc, прокатку на колесопрокатном стане и окончательную калибровку на прессе 3000 тc. При этом разгонка заготовки с нанесением наметки осуществляется таким образом, что диаметр наметки равен диаметру прошиваемого отверстия [3]. Однако при деформации заготовки по существующей схеме запороченная часть заготовки не удаляется из нее, а остается в готовом изделии, что приводит к отбраковке колес по таким дефектам как рванина ступицы, раковина ступицы. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention is a method of manufacturing railway wheels, carried out at the Nizhny Tagil Metallurgical Plant. The method of deformation includes heating billets from a continuously cast ingot, settling them on smooth plates, settling in a ring, distilling the billet with basting, flashing the billet on a press with a force of 500 tc, molding on a press with a force of 7,000 tc, rolling on a rolling mill and final calibration on a press 3000 tc. In this case, the workpiece is distilled with a basting in such a way that the basting diameter is equal to the diameter of the hole being stitched [3]. However, when the workpiece is deformed according to the existing scheme, the blocked part of the workpiece is not removed from it, but remains in the finished product, which leads to the rejection of the wheels for defects such as a flaw of the hub, sink of the hub.
Задачей изобретения является более полное удаление запороченного металла с осевой рыхлостью и неметаллическими включениями из тела заготовки в процессе их деформации на прессопрокатной линии. The objective of the invention is a more complete removal of defective metal with axial friability and non-metallic inclusions from the body of the workpiece in the process of their deformation on the press-rolling line.
Поставленная задача решается тем, что изменяется технология наметки и прошивки осевой зоны. При деформировании заготовки производят наметку отверстия равного 0,5 - 0,6 диаметра прошиваемого отверстия. Эта операция выполняется на глухой подпуансонной плите для заготовок с величиной дефектов осевой зоны до 10 мм и на полой подпуансонной плите для заготовок с величиной дефектов осевой зоны 10-30 мм. А температуру нагрева заготовки под деформацию поддерживают на уровне 1260 - 1280oC.The problem is solved by changing the technology of basting and flashing the axial zone. When the workpiece is deformed, a hole is made that is equal to 0.5 - 0.6 of the diameter of the hole being stitched. This operation is performed on a blank sub-punch plate for workpieces with an axial zone defect value of up to 10 mm and on a hollow sub-punch plate for preforms with an axial zone defect value of 10-30 mm. And the heating temperature of the workpiece for deformation is maintained at a level of 1260 - 1280 o C.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых показано:
фиг. 1 - схема деформации заготовки с предварительной наметкой отверстия перед прошивкой;
фиг. 2 - схема деформации заготовки с использованием глухой и полой подпуансонных плит;
Способ заключается в следующем.The invention is illustrated by drawings, which show:
FIG. 1 - diagram of the deformation of the workpiece with preliminary basting of the hole before flashing;
FIG. 2 is a diagram of a workpiece deformation using a blind and hollow sub-punch plate;
The method is as follows.
Разрезанные штучные заготовки нагреваются в кольцевой печи. Из печи заготовки 1 поочередно напольным краном подают на нижнюю обжимную плиту, пресса усилием 3000 тс, где осуществляют осадку между верхней 2 и нижней 3 плитами. Затем производят обжатие заготовки в калибровочном кольце 4 до полного его заполнения. Заготовка заполняет кольцо, после чего кольцо с находящейся в нем заготовкой перемещают на прошивной стол. Кольцо с заготовкой укладывают на подпуансонную плиту прошивного стола и центрируют по посадочному месту калибровочного кольца. Под ось пресса поворачивают пуансон 5, который закреплен на одной из колонн пресса и осуществляют перераспределение металла между центральной и периферийной частями заготовки (разгонку) и производят наметку отверстия. Эту операцию выполняют на глухой подпуансонной плите 6 для заготовок с величиной дефектов осевой зоны до 10 мм и на полой подпуансонной плите 7 для заготовок с величиной дефектов осевой зоны 10-30 мм. При этом температуру заготовок при осадке поддерживают на уровне 1260-1280oC.Cut piece pieces are heated in a ring furnace. From the furnace, the
После этого заготовка выводится из-под оси пресса и передаточным механизмом перемещается на пресс 500 тс, где и производится прошивка отверстия 8 в заготовке. After that, the workpiece is removed from under the axis of the press and the transfer mechanism is transferred to the press 500 tf, where the
При существующей схеме изготовления колес (технология прототипа) размер намечаемого отверстия равен диаметру прошиваемого отверстия. With the existing wheel manufacturing scheme (prototype technology), the size of the intended hole is equal to the diameter of the hole to be sewn.
При этом наиболее загрязненная осевая зона металла перемещается в ступицу и даже в диск колеса. Проведенные эксперименты по деформированию заготовок с отверстиями различного диаметра, имитировавшими усадочную раковину, показали, что при осадке указанное отверстие заполняется околоусадочными слоями металла, которые затем удаляются при прошивке. При такой схеме усадочная раковина является полезной, а ее диаметр, при центральном расположении оси может быть равен диаметру прошиваемого отверстия. При деформировании заготовок из непрерывнолитого слитка с большим развитием осевой запороченной зоны диаметр наметки должен быть значительно меньше диаметра прошиваемого отверстия. Экспериментально установлено, что наиболее оптимальным размером намечаемого отверстия является 0,5-0,6 диаметра прошиваемого отверстия. Предлагаемый интервал температур 1260-1280oC перед осадкой обеспечивает для колес незначительную асимметрию течения и сосредоточение осевой зоны в выдавке и удаление в отходы при последующей прошивке. При осадке и последующей разгонке металла в объеме сформированной по центру перемычки сосредотачивается вся некачественная зона исходных заготовок, которая затем прошивается выдавкой диаметром 160-170 мм. Нагрев заготовок перед их осадкой до температуры выше 1280oC нежелательно из-за увеличения брака по окалине, снижение температуры нагрева менее 1260oC нецелесообразно вследствие снижения горячей пластичности металла заготовок ухудшения показателей по геометрии колеса.In this case, the most contaminated axial zone of the metal moves to the hub and even to the wheel disk. The experiments on the deformation of workpieces with holes of various diameters that mimic a shrink shell showed that when upsetting, this hole is filled with shrink layers of metal, which are then removed during flashing. With this scheme, a shrink shell is useful, and its diameter, with a central location of the axis, can be equal to the diameter of the hole being stitched. When deforming billets from a continuously cast ingot with a large development of an axial faulted zone, the diameter of the basting should be significantly less than the diameter of the hole to be sewn. It has been experimentally established that the most optimal size of the planned hole is 0.5-0.6 of the diameter of the hole to be sewn. The proposed temperature range of 1260-1280 o C before the draft provides for wheels a slight asymmetry of the flow and the concentration of the axial zone in the extrusion and disposal in the waste with subsequent flashing. During upsetting and subsequent acceleration of the metal in the volume of the jumper formed in the center, the entire poor-quality zone of the initial billets is concentrated, which is then stitched with an extrusion with a diameter of 160-170 mm. Heating the workpieces before their upsetting to a temperature above 1280 o C is undesirable due to an increase in defect spoilage; a decrease in the heating temperature below 1260 o C is impractical due to a decrease in the hot ductility of the metal of the workpieces and deterioration in wheel geometry.
Пример
В колесопрокатном цехе Нижнетагильского металлургического комбината при изготовлении опытной партии в 220 штук железнодорожных колес использовали штучные заготовки массой 475±5 кг, разрезанные на пилах Вагнера из непрерывнолитого слитка диаметром 430 мм.Example
In the wheel rolling workshop of the Nizhny Tagil Metallurgical Combine, piece billets weighing 475 ± 5 kg cut on Wagner saws from a continuously cast ingot with a diameter of 430 mm were used in the manufacture of a pilot batch of 220 pieces of railway wheels.
После разрезки заготовки осматривали и производили рассортировку по величине дефектов осевой зоны:
1) диаметр осевой пористости или длина трещины осевой зоны до 10 мм;
2) диаметр осевой пористости или длина трещины осевой зоны 10-30 мм.After cutting the blanks were inspected and sorted according to the magnitude of the defects of the axial zone:
1) axial porosity diameter or axial zone crack length up to 10 mm;
2) the diameter of the axial porosity or the crack length of the axial zone of 10-30 mm
При осевой пористости более 30 мм заготовки отбраковывали. Затем заготовки нагревали по группам в течение 4,5-5,5 часов. Из печи заготовки подавали напольным краном и производили осадку на гладких плитах на прессе усилием 3000 тс. Осадка заготовки производилась на 40-50% с целью удаления окалины. Затем производили обжатие заготовки в калибровочном кольце до его полного заполнения и осуществляли разгонку с наметкой пуансоном с диаметром наметки 100 мм. With an axial porosity of more than 30 mm, the workpieces were rejected. Then the workpiece was heated in groups for 4.5-5.5 hours. From the furnace, the billets were fed with a floor crane and draft was carried out on smooth plates on a press with a force of 3000 tf. Draft blanks were produced at 40-50% in order to remove scale. Then, the workpiece was squeezed in the calibration ring until it was completely filled and acceleration was carried out with a bent punch with a bast diameter of 100 mm.
Эту операцию выполняли на глухой подпуансонной плите для заготовок с величиной дефектов осевой зоны до 10 мм и на полой подпуансонной плите для заготовок с величиной дефектов осевой зоны 10-30 мм. Перед осадкой температуру заготовок поддерживали на уровне 1260-1280oC.This operation was performed on a blank sub-punch plate for workpieces with an axial zone defect value of up to 10 mm and on a hollow sub-punch plate for preforms with an axial zone defect value of 10-30 mm. Before upsetting, the temperature of the preforms was maintained at a level of 1260-1280 o C.
При нанесении наметки объем вытесняемого металла составлял 628 куб. см (по технологии прототипа 1282 куб. см), а масса удаляемого металла при прошивке отверстия диаметром 170 мм на прессе 500 тс увеличивается до 11,5 кг (5 кг по прототипу) (см. фиг. 3). When basting, the displaced metal volume was 628 cubic meters. cm (according to the technology of the prototype 1282 cubic cm), and the mass of the removed metal when piercing a hole with a diameter of 170 mm on a 500 tf press increases to 11.5 kg (5 kg according to the prototype) (see Fig. 3).
Использование предложенного технического решения в сравнении с прокаткой колес по технологии прототипа позволила снизить брак колес по таким дефектам;
- складка ступицы - в 1,2-1,3 раза;
- рвань ступицы - в 2,0-2,2 раза;
уменьшился брак заготовок по дефектам осевой зоны 15%.Using the proposed technical solution in comparison with rolling the wheels using the technology of the prototype allowed to reduce the marriage of wheels on such defects;
- fold of the hub - 1.2-1.3 times;
- torn hubs - 2.0-2.2 times;
rejected billets for defects in the axial zone of 15%.
Данные о качестве сравнительных партий опытных колес и произведенных по принятой технологии свидетельствует о том, что предложенная изобретением технология позволяет решить поставленную задачу, а именно обеспечить удаление запороченной зоны из заготовок колес. Data on the quality of the comparative batches of experimental wheels and those produced by the adopted technology indicates that the technology proposed by the invention allows to solve the problem, namely, to ensure the removal of the blocked area from the wheel blanks.
Сопоставительный анализ заявляемого технического решения и прототипа показывает, что предложенное техническое решение деформирования заготовок на прессопрокатной линии отличается от существующих ранее способов, что подтверждает соответствие критерию "Новизна". A comparative analysis of the proposed technical solution and prototype shows that the proposed technical solution for deforming workpieces on a press-rolling line differs from previously existing methods, which confirms compliance with the criterion of "Novelty".
Анализ патентов и научно-технической литературы не выявил использования предлагаемых способов, что и отличает новое решение от его прототипа и позволяет сделать вывод о его соответствии признаку "изобретательский уровень". The analysis of patents and scientific and technical literature did not reveal the use of the proposed methods, which distinguishes the new solution from its prototype and allows us to conclude that it matches the attribute "inventive step".
Использованная литература:
1. Г. А. Бибик, А.М. Иоффе и др. Производство железнодорожных колес, М. Металлургия, 1982 г. с. 26- 38.References:
1. G. A. Bibik, A.M. Ioffe et al. Production of railway wheels, M. Metallurgy, 1982 p. 26-38.
2. В.Я. Генкин. Непрерывнолитые круглые заготовки, М. Металлургия, 1984 г. с. 87-105. 2. V.Ya. Genkin. Continuously cast round billets, M. Metallurgy, 1984 p. 87-105.
3. Производство цельнокатанных колес Технологическая инструкция. ТИ-102-П. СП-14-93. ОАО "НТМК". 3. Production of seamless wheels. Technological instruction. TI-102-P. SP-14-93. NTMK OJSC.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98106297A RU2139768C1 (en) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Method for making railway road wheels of continuously cast ingot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98106297A RU2139768C1 (en) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Method for making railway road wheels of continuously cast ingot |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2139768C1 true RU2139768C1 (en) | 1999-10-20 |
Family
ID=20204340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98106297A RU2139768C1 (en) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Method for making railway road wheels of continuously cast ingot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2139768C1 (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 |
-
1998
- 1998-03-23 RU RU98106297A patent/RU2139768C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Производство цельнокатаных колес. Технологическая инструкция ТИ-102-П. СП-14-93, ОАО "НТМК", 1993. * |
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 |
|---|---|---|
| CN103990938B (en) | With continuous casting billet Plastic Forming large scale bearing, the process of pinion steel | |
| WO2008095446A1 (en) | A method for making ring forging component | |
| CN106216952B (en) | A kind of wheel hub forging method | |
| JP2002503788A (en) | Method for producing steel rolling bearing rings | |
| US4043023A (en) | Method for making seamless pipe | |
| EP1927413B1 (en) | Press forging method | |
| CN113414330B (en) | Forging process for completing through hole of support shaft by one-step extrusion | |
| JP4301525B2 (en) | Compression forging method | |
| RU2139768C1 (en) | Method for making railway road wheels of continuously cast ingot | |
| RU2166394C1 (en) | Method for making seamless steel tubes | |
| RU2297892C2 (en) | Method for producing in tube rolling plants with pilger mills seamless hot deformed large- and mean-diameter tubes for steam boilers, steam pipes and collectors of plants with high and supercritical parameters of steam | |
| RU2302921C2 (en) | Flawless forged pieces forging method for producing elongated articles such as rotors or shafts | |
| WO2016027208A1 (en) | A method of forging complex parts from continuous cast billets | |
| RU2049586C1 (en) | Method for manufacture of seamless welded railway wheels from continuous ingot | |
| RU2297891C2 (en) | Method for producing in tube rolling plants with pilger mills seamless hot-deformed large- and mean-diameter tubes for steam boilers, steam pipes and collectors of plants with high and super-critical parameters of steam from ingots of electroslag refining and continuously cast billets | |
| CN110153186A (en) | High alloy mould steel hollow bloom preparation method and high alloy mould steel hollow bloom and tubing and annular cutter | |
| US390809A (en) | Manufacture of saw-plates | |
| RU2228815C2 (en) | Method for making copper sleeves for molds of billet continuous casting machines | |
| US3055104A (en) | Method of preparing steel blanks for drawing | |
| RU2042466C1 (en) | Shaft forging method | |
| SU1077690A1 (en) | Method of manufacturing ring-shaped articles | |
| RU2412777C1 (en) | Method of forging reactor bottom (cover) from cake | |
| RU2247622C2 (en) | Method for making annular forgings for bearing assemblies by free forging process | |
| US3312534A (en) | Tube manufacture | |
| SU1442315A2 (en) | Method of producing round forgings |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130324 |