[發明專利]鑄鋼火車輪

有效

• 申請號: 201280064585.2
• 申請日: 2012-08-13
• 公開（公告）號: CN104023994A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: J·舒馬赫
• 申請（專利權）人: 阿母斯替德鐵路公司
• 主分類號: B60B17/00
• 分類號: B60B17/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 秦振

技術領域

本主題總體上涉及使用鑄造操作的鑄件。

背景技術

鋼火車輪是在其中將熔化的鋼澆注到成形好的石墨模具中的鑄造操作過程中制造的。所述模具一般包括通常是石墨塊的上半型或上型箱和通常也是石墨塊的下半型或下型箱。被鑄造的物體的頂部或前表面在上型箱中成形，被鑄造的物體的底部或后表面在下型箱中成形。所述模具包括形成火車輪的輪轂、板件和輪緣的部分。當將上型箱和下型箱組合來形成完整的模具時，將這種完整的模具定位在澆注段處，在該澆注段中將熔化的鋼澆注到模具的型腔中以形成火車輪的輪轂和輪緣。

在一些已知的組件中，在模具的上型箱部上設有中央冒口使得在必要時可以保持額外的熔化金屬以就在澆注之后火車輪冷卻并固化期間向下填充到所述模具中。通過設計中央冒口來保持足夠量的金屬以在所述輪冷卻并固化期間向下填充到所述模具中，鋼火車輪的孔隙率必須滿足可接受的標準。在模具型腔和中央冒口填充之后，停止澆注金屬，然后使石墨模具從澆注段移動，在將上型箱和下型箱分離之前能夠有足夠的時間使鋼固化。

在成形好的石墨模具中，石墨吸收來自于熔化的鋼的熱量使得熔化的輪在與石墨接觸的外表面處相當快速地冷卻并固化。這能夠實現輪的高生產率，因為在澆注之后就可以立即使上型箱與下型箱相當快速地彼此分離，從而使所述輪能夠合適地冷卻并且在其制造期間以其他方式對其進行熱處理。由于石墨模具對來自于熔化的鋼的熱量的快速的吸收，目前的實際情況是在輪轂與輪緣之間提供了厚的板件來確保板件的中心保持熔化狀態足夠的時間以使中央冒口中的過剩的熔化金屬從輪轂通過所述板件流到輪緣以在火車輪中獲得所需的孔隙率。板件增加的厚度增加了火車輪的總重量。之后可以加工掉板件的額外的材料，但是這給制造工藝增加了時間和成本。

減少板件中的材料量是所需的，但是仍然要使板件能夠保持熔化狀態足夠長的時間以獲得鑄鋼火車輪的所需的孔隙率。

發明內容

在一個實施方式中，提供了一種鑄鋼火車輪，其包括具有軸孔的輪轂。輪緣與所述軸孔同心。板件從所述輪轂基本徑向延伸到所述輪緣。所述板件具有前表面和后表面，所述板件具有在所述輪轂與輪緣之間延伸的多個輪輻，相鄰的輪輻具有限定在所述前表面與后表面之間的不同的厚度。

可選地，在火車輪鑄造期間，較厚的輪輻可以使更大量的熔化金屬從所述輪轂流向所述輪緣。所述輪輻彼此一體并且在火車輪鑄造期間形成為使得所述板件在輪轂與輪緣之間是連續的。可選地，所述輪輻包括一系列沿周向排布并且交替的主輪輻和副輪輻。主輪輻可以比相鄰的副輪輻厚。副輪輻可以比相鄰的主輪輻薄。所述主輪輻可以具有增加主輪輻厚度的脊。副輪輻可以具有在其外部的限定在所述脊之間的空隙。

可選地，所述板件的前表面可以是平滑并連續的。所述板件的后表面可以是不連續的并且由限定相應輪輻的一系列脊和空隙限定。所述輪輻可以具有限定相鄰輪輻之間的邊界的肩部。相鄰輪輻之間的厚度之差可以隨著沿輪輻徑向向外延伸而總體減小。可選地，所述輪輻可以具有輪轂端和輪緣端。輪轂端處副輪輻的厚度可以顯著小于輪轂端處主輪輻的厚度。輪緣端處副輪輻的厚度可以大致等于輪緣端處主輪輻的厚度。

在另一個實施例中，提供了一種鑄鋼火車輪，包括具有軸孔的輪轂。輪緣與所述軸孔同心。板件從輪轂基本徑向延伸到輪緣。所述板件具有前表面和后表面。所述板件具有限定在所述前表面與后表面之間的厚度尺寸。在所述板件上，所述前表面和所述后表面的至少其中之一包括一系列沿周向排布并且交替的脊和空隙。所述脊被限定為比相鄰的空隙厚，且所述空隙被限定為比相鄰的脊薄。

可選地，較厚的脊在火車輪鑄造期間能夠使更大量的熔化金屬從輪轂流向輪緣。所述脊與所述空隙之間的厚度差可以隨著從輪轂徑向向外延伸而總體減小。所述板件可以包括限定所述脊與空隙之間的邊界的肩部。可選地，這些脊可以構成所述板件的大約一半，這些空隙可以構成所述板件的大約一半。所述板件可以包括大約4到8個脊，其中，空隙交錯地設置在這些脊之間。這些脊和空隙可以限定所述板件的大致相等的截頭扇區。這些脊可以在靠近輪轂的地方更厚并且在靠近輪緣的地方更薄。可選地，可以在所述前表面和后表面上均設置所述脊和空隙。所述前表面和后表面上的脊可以基本彼此對齊。所述前表面和后表面上的空隙可以基本彼此對齊。