SU1497242A1 - Method of producing solid-rolled railway wheels - Google Patents
Method of producing solid-rolled railway wheels Download PDFInfo
- Publication number
- SU1497242A1 SU1497242A1 SU874341660A SU4341660A SU1497242A1 SU 1497242 A1 SU1497242 A1 SU 1497242A1 SU 874341660 A SU874341660 A SU 874341660A SU 4341660 A SU4341660 A SU 4341660A SU 1497242 A1 SU1497242 A1 SU 1497242A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- rim
- wheels
- hub
- disc
- disk
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к металлургии, а именно к способам изготовлени и термообработки железнодорожных колес. Цель изобретени - повышение усталостной прочности колес при одновременном упрощении процесса и снижении трудоемкости отделочных операций. Способ включает прокатку, термическое упрочнение обода, отпуск колеса, подстуживание до 200-220°С, пластическую деформацию мест перехода диска в обод и ступицу, охлаждение и холодную деформацию мест перехода диска в обод с внутренней, а в ступицу - с наружной сторон, с глубиной проникновени 6-8% минимальной толщины диска. Использование способа позвол ет повысить усталостную прочность, упростить процесс изготовлени колес. 1 табл.The invention relates to metallurgy, in particular to methods for the manufacture and heat treatment of railway wheels. The purpose of the invention is to increase the fatigue strength of the wheels while simplifying the process and reducing the complexity of finishing operations. The method includes rolling, thermal hardening of the rim, tempering the wheel, podstuzhivanie up to 200-220 ° C, plastic deformation of the places of transition of the disk in the rim and hub, cooling and cold deformation of the places of transition of the disk in the rim from the inside, and in the hub from the outer sides, penetration depth of 6-8% of the minimum disk thickness. The use of the method allows to increase fatigue strength, simplify the process of manufacturing wheels. 1 tab.
Description
Изобретение относитс к обработке металлов давлением, в частности к колесопрокатному производству, и может быть использовано в цехах по изготовлению железнодорожных колес.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to the wheel-rolling production, and can be used in workshops for the manufacture of railway wheels.
Цель изобретени - повышение усталостной прочности колес при одновременном упрощении процесса и снижении трудоемкости отделочных операций.The purpose of the invention is to increase the fatigue strength of the wheels while simplifying the process and reducing the complexity of finishing operations.
Изобретение иллюстрируетс следующим примером.The invention is illustrated by the following example.
В колесопрокатном цехе слитки из стали с содержанием 0,58% С, 0,78%Мп, 0,39% Si разрезали на заготовки весом 478 кг дл изготовлени цельнокатаных железнодорожных колес диаметромIn the wheel rolling shop, ingots of steel with a content of 0.58% C, 0.78% Mp, 0.39% Si were cut into blanks weighing 478 kg to make solid-rolled railway wheels with a diameter of
050 мм. После нагрева заготовок осуществл ли их осадку на прессе усилием 2000 т. Затем заготовку осаживали в кольце и осуществл ли разгонку металла центральной части пуансоном на прессе усилием 5000 т. Подготовленную таким способом заготовку подвергали формовке на прессе усилием 10 000 т. В процессе формовки получали окончательные размеры ступицы и части диска. Прокатку производили в колесопрокатном стане с горизонтальным расположением колеса. После калибровали обод и выгибали диск на прессе усилием 3500 т, колеса подвергали противофпокенной обработке путем050 mm. After heating, the blanks were pressed down on the press with a force of 2,000 tons. Then the blank was precipitated in a ring and the central part was distilled with a punch on the press with a force of 5,000 tons. The blank prepared in this way was subjected to 10,000 tons molding in a press. dimensions of the hub and part of the disk. Rolling produced in a wheel rolling mill with a horizontal wheel. After the rim was calibrated and the disc was bent on the press with a force of 3,500 tons, the wheels were subjected to anti-friction treatment by
;о ;about
эuh
1Й1st
N0N0
3149731497
изотермической выдержки в конвейерных печах при 650 С. После механической .обработки обода в целом и ступицы с наружной стороны колеса испытывали в цехе опытных установок. Колеса нагревали в электропечи до температзфы 850°С в течение 1,5 ч, осуществл ли прерывистое охлаждение обода в зак- лючной машине из спрейеров в течение 130 с при давлении воды 5 атм.isothermal aging in conveyor ovens at 650 ° C. After mechanical processing of the rim as a whole and the hubs on the outside of the wheel, they were tested in the workshop of experimental plants. The wheels were heated in an electric furnace to a temperature of 850 ° C for 1.5 h, intermittent cooling of the rim was carried out in the final machine with sprayers for 130 s at a water pressure of 5 atm.
В дальнейшем колеса обрабатывали по следуюпщм вариантам: часть колес подвергали отпуску при 500°С в течение 1jO ч. Непосредственно после от- пуска средню й часть диска колес ок- лазкдали сжатым воздухом при удельном расходе 0,2 (при нормальных услови х) в течение 420, 450, 510 и 540 с до достижени температуры 230, 220, 200 и 90°С. (соответственно варианты 1, 2, 3 и 4). При достижении указанных температур места перехода диска в обод с наружной и в ступицу с внутренней сторон подвер- гали пневмодробеструйной обработке в течение 90 с, дробью диаметром 2-2,5 мм.и давлений воздуха 0,4 МПа. В дальнейшем колеса охлаждали до температуры цеха, после чего все че- тыре варианта подвергались дальнейше пневмодробеструйной обработке мест перехода диска в обод с внутренней и в ступицу с наружной сторон в течение 90 с, дробью диаметром 2-2,5 мк и давлении сжатого воздуха, МПа: дл варианта 1 и 2 - 0,4, дл варианта Зи4-0,6, дл варианта 5 - 0,3 дл варианта 6 - 0,7, дл вариантаSubsequently, the wheels were processed according to the following options: some of the wheels were subjected to tempering at 500 ° C for 1 jO h. Immediately after the release, the middle part of the wheel disc was oksazdali with compressed air at a specific flow rate of 0.2 (under normal conditions) for 420, 450, 510 and 540 seconds until the temperature reaches 230, 220, 200 and 90 ° C. (respectively options 1, 2, 3 and 4). When the indicated temperatures were reached, the place of transition of the disk into the rim from the outer and into the hub from the inner sides was subjected to pneumatic blasting treatment for 90 s with a fraction of 2-2.5 mm and air pressure 0.4 MPa. Subsequently, the wheels were cooled to the temperature of the workshop, after which all four variants were further subjected to pneumatic blasting treatment of the places where the disc passes into the rim from the inner and into the hub on the outer side for 90 s, fraction 2-2.5 microns and pressure of compressed air MPa: for option 1 and 2 - 0.4, for option Zi4-0.6, for option 5 - 0.3 for option 6 - 0.7, for option
7 - ПО.7 - software.
Одно колесо подвергали пневмодробеструйной обработке (врем 90 с), давление воздуха 0,4 МПа, место перехода диска в обод с наружной и в ступицу с внутренней сторон сразу после отпуска, В дальнейшем обработку вели согласно варианту 3 (вариант 8).One wheel was subjected to pneumatic blasting treatment (time 90 s), air pressure 0.4 MPa, place of transition of the disk into the rim from the outer and into the hub from the inner side immediately after tempering. Further processing was carried out according to option 3 (option 8).
Два колеса непосредственно после отпуска подвергали охлаждению средне части диска в течение 510 с до дос- тижени температуры 200°С. В дальнейшем колеса охлаждались до температуры цеха (вариант 9) и одно колесо подвергалось одновременно пнев- модробеструйной обработке по всем местам перехода диска в обод и ступицу с наружной и внутренней сторон (вариант 10).Two wheels immediately after tempering were subjected to cooling of the middle part of the disk for 510 seconds until the temperature reached 200 ° C. Subsequently, the wheels were cooled to the temperature of the workshop (variant 9) and one wheel was simultaneously subjected to pneumatic-modal blasting at all places where the disk went to the rim and hub from the outer and inner sides (variant 10).
0 5 О 0 5 o
00
5five
Q с Q with
Одно колесо обработали по варианту .11 (известный способ) , Дл чего после отпуска и охлаждени колеса до температуры цеха подвергали холодной пластической деформации с обеих сторон диск и места его перехода в обод и ступицу путем накатки поверхности шариком диаметром 18 мм на станке модели КС 274 с усилием 800 кг и величиной подачи 0,3 мм/об,One wheel was machined according to variant .11 (a known method). For this, after tempering and cooling the wheel to the workshop temperature, the disk and the places of its transition into the rim and hub were subjected to cold plastic deformation by rolling the surface with a ball of 18 mm in diameter on a machine model KS 274 with a force of 800 kg and a feed rate of 0.3 mm / rev,
Дл определени уровн и характера остаточных напр жений в колесах использовали разрушающий метод с механической вырезкой темплетов, оборудованных двух компонентными розетками тензодатчиков 2 ПКБ с базой 10 мм. Замер деформаций тензодатчиков определ ли цифровым тензометрическим мостом ЦТМ-5,To determine the level and nature of the residual stresses in the wheels, a destructive method with a mechanical cutting of the templates, equipped with two component outlets of strain gages 2 PCB with a base of 10 mm, was used. Measurement of strain gauge deformations was determined with a digital strain gauge bridge DTM-5,
Оц;енку остаточных напр жений в ободе производили по методике международного стандарта UIC812-3 путем радиальной разрезки колеса и измерени исходного рассто ни мм между фиксированными точками на ободе по обеим сторонам реза. Стандарт требует уменьшени этого рассто ни на величину не менее 1 мм.Ots; residual stresses in the rim were produced according to the method of international standard UIC812-3 by radially cutting the wheel and measuring the initial mm distance between fixed points on the rim on both sides of the cut. The standard requires that the distance be reduced to at least 1 mm.
Глубину наклепа определ ли на вырезанных темплетах рентгеновским методом на установке ДРОН-ЗМ.The depth of work hardening was determined on the cut out templates by the X-ray method on the DRON-3M unit.
Результаты измерений приведены в таблице.The measurement results are shown in the table.
Также в таблице приведены данные после обработки по известному способу (прокатка, термическое упрочнение обода, отпуск колеса, холодна пластическа деформаци переходов диска в обод и ступицу с глубиной проникновени 10-30% его минимальной толщи- ны).The table also shows the data after processing by a known method (rolling, thermal hardening of the rim, tempering the wheel, cold plastic deformation of the transitions of the disk into the rim and the hub with a penetration depth of 10-30% of its minimum thickness).
Из данных таблицы видно, что предлагаемый способ изготовлени цельнокатаных железнодорожных колес (варианты 2 и 3) обеспечивает повышение усталостной прочности колес при одновременном упрощении процесса и снижение отделочных операций за счет создани в приободной части диска повышенного уровн сжимающих остаточных напр жений, при одновременном сокращении глубины проникновени деформации , а также снижение дополнительной операции по удалению вкатанной окалины .From the table it can be seen that the proposed method for manufacturing solid-rolled railway wheels (variants 2 and 3) improves the fatigue strength of the wheels while simplifying the process and reducing finishing operations by creating an increased level of compressive residual stresses in the auxiliary part of the disk, while reducing the penetration depth deformation, as well as the reduction of additional operation to remove the rolled mill scale.
Выход параметра этапа подстужива- ни за предлагаемый интервал подсту- живание средней части диска до 230°СThe output of the parameter of the phase of the suppressor for the proposed interval is the sublimation of the middle part of the disk to 230 ° C
Б 14B 14
не об1 ст ечпвает формирсшание сжпмаю- nilHX напр жениГг в приободной части Диска с наружной стороны (вариант 1) Подстуживание средней части диска до обеспечивает образование в приободной части диска с наружной стороны сжимающие остаточные напр жени , но приводит к уменьшению величины и доли сжимающих напр жений в ободе ниже допустимых пределов, о чем свидетельствует оденка остаточных напр жений в ободе ,9 (вариант 4).It does not cause the compression of the compression voltage HG in the primed part of the disk from the outside (option 1) The compression of the middle part of the disk ensures that the compressive residual stresses form in the external part of the disk, but it leads to a decrease in the value and proportion of compressive stresses in the rim is below the permissible limits, as evidenced by the residual stresses in the rim, 9 (option 4).
Понижение глубины проникновени за предлагаемый интервал глубина проникновени деформадии 5% минимальной толщины диска приводит к незначительному приросту уровн остаточных сжимающих напр жений в приободной части диска с внутренней стороны- (вариант 5). Увеличение глубины проникновени деформации до 9 и 12% (соответственно варианты 6 и 7) не привод т к ощутимому приросту остаточных сжимающих напр жений в приободной части диска с внутренней стороны и дальнейшее повьпиение глубины проникновени деформадии становитс неделесооб разным Б св зи с неоправданными затратами, так как врем , затрачиваемое на обработку колеса, с учетом установки и кантовки на стенке КС 274 в среднем равно 12-14 мин. При производительности колесопрокатного стана 2000 колес в сутки потребуетс 14-16 дорогосто щих станков.Reducing the depth of penetration over the proposed interval, the depth of penetration of the deformation 5% of the minimum thickness of the disk leads to a slight increase in the level of residual compressive stresses in the auxiliary part of the disk from the inside- (option 5). An increase in the penetration depth of deformation to 9 and 12% (respectively, variants 6 and 7) does not lead to a noticeable increase in residual compressive stresses in the priory part of the disk from the inside and further penetration of the deformation depth becomes inequivalent due to unreasonable costs. as the time spent on machining the wheel, taking into account the installation and tilting on the wall of the COP 274, on average is 12-14 minutes. With a wheel rolling capacity of 2,000 wheels per day, 14-16 expensive machines will be required.
Изменение последовательности этапов пневмодробеструйной обработки мест перехода диска в обод с наружной и в ступиду с внутренней сторон до операции подстз живани сразу после отпуска (вариант 8) и проведение этой обработки после остывани колеса (вариант 10) приводит к формированию в этих зонах небольших сжимающих напр жений.Changing the sequence of the pneumatic blasting stages at the places where the disc goes to the rim from the outer and to the inner side before the operation immediately after tempering (option 8) and carrying out this treatment after cooling the wheel (option 10) leads to the formation of small compressive stresses in these areas. .
Обработка колес по известному способу (вариант 9) приводит к формированию в приободной части диска с внутренней стороны сжимающих остаточных напр жений, однако она форми- рует раст гивающие остаточные напр - .жени в приободной части диска с на- ружной и приступичной с внутренней стороны, что отрицательно сказываетс на усталостную прочность колеса.Processing the wheels according to a known method (variant 9) leads to the formation of compressive residual stresses on the inner side of the disc from the inside, but it forms tensile residual stresses on the outer part of the disc, which adversely affects the fatigue strength of the wheel.
Обработка колес по известному способу (вариант 11) приводит к формированию остаточных сжимающих нап7242Processing wheels by a known method (variant 11) leads to the formation of residual compressive pressure 7242
00
5five
00
5five
00
р жений по обеим стстромпм колеса.The results are on both wheel ststrompm.
Однако в нпиболей опасном месте перехода диска в обод с внутреннейHowever, in a npibol is a dangerous place where the disc enters the rim from the inside
стороны уровень остаточных сжимающих напр жений ниже, чем уровень предлагаемого способа. Кроме того, обработка по известному способу требует дополнительной отделочной операции дл удалени в некоторых местах диска вкатанной окалины, что приводит к удорожанию такого технологического процесса.hand, the level of residual compressive stresses is lower than the level of the proposed method. In addition, processing according to a known method requires an additional finishing operation for removing in some places a millboard scale, which increases the cost of such a process.
Таким образом, предлагаемый способ изготовлени дельнокатаных железнодорожных колес обеспечивает по- выщение усталостной прочности за счет создани в приободной части диска с внутренней и приступичной с наружной сторон повышенного по сравнению с известным уровн остаточных Сжимающих напр жений при одновременном упрощении процесса, заключающегос в снижении глубины проникновени деформадии с 10-30% до 6-8% минимальной толщины диска колеса. Технический эффект данного способа заключаетс в снижении отделочной операции по удалению в некоторых местах вкатанной окалины.Thus, the proposed method for manufacturing rolled railway wheels enhances fatigue strength by creating a disc with an inner and aprons on the outer side that has increased relative to the known level of residual compressive stresses, while simplifying the process of deformation. from 10-30% to 6-8% of the minimum thickness of the wheel disk. The technical effect of this method is to reduce the finishing removal operation in some places of the rolled-in scale.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874341660A SU1497242A1 (en) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | Method of producing solid-rolled railway wheels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874341660A SU1497242A1 (en) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | Method of producing solid-rolled railway wheels |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1497242A1 true SU1497242A1 (en) | 1989-07-30 |
Family
ID=21341546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874341660A SU1497242A1 (en) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | Method of producing solid-rolled railway wheels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1497242A1 (en) |
-
1987
- 1987-12-11 SU SU874341660A patent/SU1497242A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1235942, кл. С 21 D 9/34, 1985. Авторское свидетельство СССР № 716691, кл. В 21 Н 1/02, 1980. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2066253C1 (en) | Method of making turbine blades | |
CN102886643A (en) | Method for manufacturing sliding fork for automobile | |
CN104858345A (en) | Method for die forging of gear box output shaft | |
CN102989983A (en) | Forging method of automobile engine crankshaft | |
CN105268903A (en) | Forging forming method of aluminum alloy hub | |
CN102764839B (en) | Titanium alloy forging process | |
SU1497242A1 (en) | Method of producing solid-rolled railway wheels | |
CN105689612A (en) | Near-net forming forging method for novel straight-tooth bevel gear tooth-profile die | |
CN110919375B (en) | Double-size flange forging process | |
CN102990293A (en) | Forging method of automotive stabilizer bar | |
CN112621141A (en) | Forging production process for large blade of steam turbine | |
CN103042144A (en) | Method for forging automobile engine crankshaft | |
JPS61195725A (en) | Manufacture of high strength spur gear | |
CN109848360A (en) | A kind of simple loose tool forging method for large gear processing | |
US11660659B2 (en) | Forging process of magnesium alloy wheel hub | |
CN109262203B (en) | Preparation method of impact-resistant alloy tool steel ball | |
CN106334906A (en) | Automobile part surface processing method | |
SU1234019A1 (en) | Method of producing roll-formed articles of the wheel type | |
CN102989943A (en) | Processing method of automotive balancing shaft | |
RU2785111C1 (en) | Method for hot forging of workpieces from hard to deform metals and alloys | |
RU2261155C2 (en) | Method for making articles such as wheel rims | |
CN1112265C (en) | Centrifugal electroslag casting process of producing forge steel for tools and dies | |
CN101391370A (en) | Production technique of single hydraulic prop cap | |
RU2355502C1 (en) | Manufacturing method of solid-rolled railway wheels | |
SU818717A1 (en) | Method of producing railway wheel workpiecies |