[發明專利]輻板結構呈深盆型車輪的鍛軋熱成型方法

有效

• 申請號: 201310742690.3
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103659199B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 張鵬;魏華成;侯沛云;陳強;周偉
• 申請（專利權）人: 太原重工軌道交通設備有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司)14105
• 代理人: 楊耀田

技術領域

本發明涉及車輪的生產方法，尤其涉及一種深盆型輻板結構的車輪，采用模鍛和軋制相結合的熱成型工藝。

背景技術

如圖1所示，一種深盆型輻板結構的車輪由輪轂1、輪輞2和輻板3三部分組成，其中輻板截面的外側圓弧半徑較大（R1≥200mm）呈深盆型。經過美國ABEX公司在鐵道傳動測力計上模擬牽引試驗證明，這種深盆型輻板結構的車輪對車輪應力的改善具有顯著效果，可大大降低車輪在制動時由于踏面的升溫產生的熱應力，從而能夠減少車輪的熱損傷傾向。

深盆型輻板結構的車輪，特別適合液態金屬在鑄造過程中的流動，因此，此類車輪通常采用鑄造方法生產，我國大鐵路上所使用的鑄鋼貨車車輪均是如此，傳統意義上也稱這種深盆型輻板結構的車輪為鑄造車輪。但長期的實踐證明：鑄造車輪內部易產生夾雜、疏松、縮孔等缺陷，特別是在輪輞、輪緣和內外側輻板面上容易生成氣孔，在輪輞內外側與輻板連接部位產生裂紋。目前，市場上不乏許多上述結構的車輪，但其性能要求強度高、韌性好、組織致密，鑄造車輪很難達到其技術條件要求。

為了克服上述鑄造缺陷，提高車輪的綜合力學性能，人們試圖采用熱模鍛的方法生產制造，但深盆型輻板的結構，成為鍛造成形的難題，不僅需要噸位很大的大型壓力機，而且工藝過程十分復雜。目前尚無采用鍛造成形生產深盆型輻板結構車輪的技術方案。

發明內容

本發明的目的旨在克服現有技術的缺點，提供一種輻板結構呈深盆型車輪的鍛軋熱成型工藝方法，解決由于深盆型輻板車輪的特殊結構，給鍛造成形造成困難的技術問題。

本發明是通過下面的技術方案實現的：

一種輻板結構呈深盆型車輪的鍛軋熱成型方法，其特征在于：所述鍛軋熱成型方法的具體步驟如下：

①根據不同產品的下料重量，將鋼錠或連鑄坯鋸切成鋼坯；

②將鋸切的鋼坯放置在環形加熱爐中進行鍛造前加熱；

③將出爐的鋼坯放置在壓力機上進行鐓粗定厚，保證鍛造比的要求；

④將鐓粗后的坯料放置在預成型模具上，在壓力機的作用下實現輪轂、輪輞部位金屬的預分配；

⑤將預成形輪坯放置在沖孔模具上，在壓力機的作用下將輪轂孔里面多余的芯料沖掉；

⑥將沖孔后的輪坯放置在軋機上，對輪坯進行軋制擴徑，使輻板延展，并完成輪輞、輪緣及踏面的精確成型；

⑦將軋制后的輪坯放置在壓彎模具上，在壓力機的作用下將軋制后的直輻板輪坯壓制成深盆型的輻板形狀，同時對輪輞面、輻板面進行精整。

所述的步驟②中在環形爐中加熱，是按照標準規定的鋼材加熱曲線的加熱溫度、保溫時間和加熱速度，分配在各加熱段進行加熱、保溫。

所述的步驟③或步驟④中的壓力機為60MN的水壓機。

所述的步驟⑤中的壓力機為10MN的水壓機。

所述的步驟⑥中的軋機為七輥臥式軋機。

所述的步驟⑦中的壓力機為30MN的水壓機。

本發明與現有技術相比，由于使用模鍛和軋制結合的方式生產深盆型輻板結構的車輪，不僅解決了鑄造車輪內部易產生夾雜、疏松、縮孔等缺陷的問題，而且鍛軋后的車輪強度高、韌性好、組織致密，極大的提高了車輪的使用壽命。

附圖說明

圖1是一種輻板呈深盆型車輪的結構示意圖；

圖2是本發明的工藝流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖通過實例對本發明作進一步說明。

如圖1所示，一種輻板呈深盆型結構的車輪，由輪轂1、輪輞2和輻板3組成，所述輻板3的截面外側圓弧半徑R≥200mm，呈深盆型。其中：4為踏面，5為輪緣。

如圖1、2所示，一種輻板呈深盆型車輪的鍛軋熱成型方法的具體步驟如下：

①根據不同產品的下料重量，將鋼錠或連鑄坯鋸切成鋼坯；

②將鋸切的鋼坯放置在環形加熱爐中進行鍛造前加熱，以降低車輪的變形抗力，在環形爐中加熱，是按照標準規定的鋼材加熱曲線的加熱溫度、保溫時間和加熱速度，分配在各加熱段進行加熱、保溫，保溫一定時間到達始鍛溫度后出爐；

③將出爐的坯料放置在60MN的水壓機上進行鐓粗、定厚，保證鍛造比≥3的要求；

④將鐓粗后的坯料放置在預成型模具上，在60MN的水壓機的作用下實現輪轂1、輪輞2部位金屬的預分配；

⑤將預成形輪坯放置在沖孔模具上，在10MN的水壓機作用下將輪轂孔里面多余的芯料6沖掉；

⑥將沖孔后的輪坯放置在七輥臥式軋機上對輪坯進行擴徑軋制，使輻板延展，并完成輪輞2、輪緣5及踏面4的精確成型；