[發明專利]一種鋼鋁復合列車車輪制造及裝配方法

有效

• 申請號: 202110725246.5
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113427213B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 郎利輝;張萬鵬
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23P19/02;C22F1/04
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 鄭萌萌

1.一種鋼鋁復合列車車輪制造及裝配方法，其特征在于：所述鋼鋁復合列車車輪包括鋼制輪箍和鋁合金輪芯，所述鋁合金輪芯的外周壁與所述鋼制輪箍之間形成有凹槽，所述凹槽中固設有卡環；所述制造及裝配方法包括以下步驟：

(1)切割鋁合金厚板得到圓柱形坯料，并去除所述圓柱形坯料表面的油污；

(2)將所述鋁合金坯料放置在電阻爐中進行加熱保溫，保溫的溫度范圍為430℃～470℃，保溫完成后立即將所述鋁合金坯料置于預鍛模中進行第一次預變形，預變形量控制在30％～50％，得到粗坯；將所述粗坯水冷至室溫；

(3)對所述粗坯在室溫下進行第二次預變形，所述第二次預變形為輥軋變形，變形量為5％～10％，并將所述粗坯的直角邊輥軋為圓角；

(4)對所述粗坯進行二次加熱得到液固混合坯料；所述二次加熱分為三個階段：第一階段，升溫速率10℃/min，達到保溫范圍：300℃～330℃，保溫0.5h～1h；第二階段，升溫速率10℃/min，達到保溫范圍：470℃～500℃，保溫0.5h～1h；第三階段，升溫速率，5℃/min，達到保溫范圍：570℃～660℃，保溫0.5h～2h；

(5)在模鍛成形模具預熱前對所述模鍛成形模具的型腔內壁均勻噴涂涂層，涂層選用氮化硼高溫惰性高溫無機潤滑材料；

然后將所述模鍛成形模具預熱至300℃～350℃；然后通過坯料轉移工具，在卸料時去除所述液固混合坯料的表層氧化皮；

將所述液固混合坯料導入模鍛成形模具的型腔，并使所述液固混合坯料在壓力下凝固成形，成形壓力為10MPa～100MPa，下壓速度5mm/s～10mm/s，保壓10s～35s后，然后開模，得到所述鋁合金輪芯；

(6)對所述鋁合金輪芯進行T6熱處理，其中固溶熱處理溫度為430℃～470℃，保溫時間為1h～4h，并在保溫后的20s內浸入水中快速冷卻；隨后的時效熱處理溫度為120℃～170℃，保溫時間為8h～12h；所述固溶熱處理結束時還包括快速冷卻，以獲得時效所需的過飽和固溶體，所述快速冷卻采用鹽水冷卻，所述鹽水的水溫為80±5℃；

(7)將所述鋁合金輪芯進行機加工，并確保加工后尺寸公差和輪軸裝配精度符合后續裝配要求；

(8)將所述鋁合金輪芯與已制備好的所述鋼制輪箍進行裝配，并在所述鋁合金輪芯與鋼制輪箍之間的凹槽內安裝所述卡環，使得所述鋁合金輪芯與所述鋼制輪箍過盈配合，得到所述鋼鋁復合列車車輪；

(9)對所述鋼鋁復合列車車輪進行表面處理和無損檢測。

2.根據權利要求1所述的鋼鋁復合列車車輪制造及裝配方法，其特征在于，一種所述鋁合金輪芯與所述鋼制輪箍的裝配方法：通過液氮預冷處理所述鋁合金輪芯，實現所述鋁合金輪芯與所述鋼制輪箍的冷裝配，其中，所述預冷處理的溫度范圍為-110℃～-60℃，所述預冷處理的時間為2h～6h。

3.根據權利要求1所述的鋼鋁復合列車車輪制造及裝配方法，其特征在于，一種所述鋁合金輪芯與所述鋼制輪箍的裝配方法：預熱處理所述鋼制輪箍，實現所述鋼制輪箍與所述鋁合金輪芯的熱裝配，其中，所述預熱處理溫度的范圍為350℃～450℃，所述預熱處理的時間為2h～4h。

4.根據權利要求1所述的鋼鋁復合列車車輪制造及裝配方法，其特征在于：所述表面處理包括導電氧化處理；所述無損檢測包括超聲檢測和X射線檢測。