[發明專利]一種空心火車車軸輥鍛成型的方法

在審

• 申請號: 201911034215.4
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN112536404A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 張浩;胡福榮
• 申請（專利權）人: 北京機電研究所有限公司
• 主分類號: B21J5/00
• 分類號: B21J5/00;B21J13/02;B21K7/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種空心火車車軸輥鍛成型的方法，其采用空心圓棒料輥鍛成型而不需要模鍛的工藝，本工藝經過四道次輥鍛，空心圓棒料的空心采用圓孔型，經過四道次輥鍛后再對空心火車車軸進行熱處理。本發明的優點空心車軸熱處理透徹，其輥鍛件熱處理性能遠遠高于實心輥鍛件的熱處理性能，這種工藝既能保證空心火車車軸良好的金屬流線，組織均勻，金屬性能良好，使火車車軸承載能力增強，并能減輕車軸本身的重量等優點。

技術領域

一種用于鍛造領域空心火車車軸輥鍛成型的方法，尤其是在整個鍛造過程中，用空心圓棒料輥鍛成型的鍛造工藝。

背景技術

鐵路貨運行業近年來積極推進重載提速，以緩解鐵路運載能力的不足。而鐵路貨車車軸是鐵路貨車車輛行走部分最重要的部件，承受著車輛的自重和載荷，在列車運行和停車時還承受沖擊力和制動力，在高速和重載的狀態下受力情況就更為復雜，同時出于安全上的考慮，對貨車車軸有著更為嚴格的技術要求。因此除了在原材料和鍛后熱處理上充分注意保證滿足其技術要求外，在成型工藝上鐵路貨車車軸必須經過軋制和鍛造兩次塑性變形過程，以達到成型至所需形狀和提高其力學性能的雙重目的，在滿足上述力學性能的情況下，提速、輕載是目前亟待解決的問題。而空心火車車軸輥鍛成型方法雖能解決輕載問題，但主要原因是輥鍛模具的設計沒有可參考的依據，傳統的輥鍛模具設計方法不適用于空心棒料的輥鍛模具設計，在空心棒料輥鍛過程中前滑值隨空心圓孔型直徑大小而變化，延伸系數的選取有待研究，輥鍛模具型腔的形狀設計需要對空心圓孔型的變形產生影響。基于以上原因，目前沒有適合輥鍛空心圓棒料的輥鍛模具設計方法，這正是本技術領域的工作人員正在探討的問題。

目前現有的鐵路貨車車軸的鍛造工藝主要以實心鍛造工藝為主，這些工藝工藝都無法減輕車身本身的重量。而空心火車車軸的制造工藝目前只有三種方法：其一是鍛造方法做出車軸外形后，再切削方法掏出內空；其二是無縫鋼管在精鍛機上打出外形；其三是空心火車車軸楔橫軋工藝；第一種空心火車車軸制造工藝雖然能輥鍛成型，改變金屬組織，提高力學性能，但是輥鍛后再切削掏出內空工藝復雜，操作難度高，現實工作中實現困難；而第二、第三種方法雖然操作程度比較高，但不能提供良好的金屬流線，提高力學組織性能。而空心圓棒料輥鍛火車車軸工藝能解決上述三種工藝缺陷。

由于鐵路貨車車軸本身的重量很重而且長度又特別長、承載部位要求承載能力強等特點，對于空心火車車軸輥鍛成型的方法目前還未見文件資料記載。

本發明的優點既能改變承載部位的結構和組織性能，使金屬成型過程中金屬流線良好，使車軸承載能力增強，又能滿足減輕車輛自身重量等優點。

發明內容

本發明涉及一種空心火車車軸輥鍛成型的方法，其中在整個輥鍛過程中采用空心圓棒料輥鍛，經過四道次輥鍛成型，空心圓棒料空心采用圓孔型；圓棒料直徑D2與空心圓孔型直徑D1滿足關系D2≥2D1，且D2≥240mm；空心圓孔型直徑D1與輥鍛后的空心圓孔型直徑D0滿足關系D1＝D0+20mm，圓棒料直徑D2大于車軸凸臺直徑D3。

附圖說明

圖1是空心火車車軸輥鍛模具安裝主視圖示意圖；

圖2是空心火車車軸輥鍛模具安裝左視圖示意圖；

圖3是空心火車車軸輥鍛圓棒料圖；

圖4是空心火車軸輥鍛件圖

具體實施方式

圖1是空心火車車軸輥鍛模具安裝主視圖示意圖，其中標號11為輥鍛機上軋輥，標號11為輥鍛機下軋輥，標號1為空心火車軸第一道輥鍛模，標號2為空心火車軸第二道輥鍛模，標號3為空心火車軸第三道輥鍛模，標號4為空心火車軸第四道輥鍛模。圖2為空心火車車軸輥鍛模具安裝左視圖示意圖。圖3為空心火車車軸輥鍛圓棒料圖，D2為圓棒料直徑，D1為空心圓棒料圓孔型直徑。圖4為空心火車軸輥鍛件圖，其中D0為輥鍛后空心圓孔型直徑，D0的尺寸小于D1的尺寸，D3為車軸凸臺22的直徑，且小于圓棒料直徑D2，D4為車軸中間梁的直徑，且小于D3直徑。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡以本發明權利要求所做的改變，都應屬于本發明所涵蓋的范圍。