一种冶金矿车轮的锻造方法技术

本发明专利技术公开了一种冶金矿车轮的锻造方法，包括以下步骤：（1）下料镦坯：通过带锯床对圆钢下料；（2）摆碾成型：将步骤（1）中所得的预镦坯件先依次经过一次退火处理、一次表面钝化处理和一次润滑处理工艺，然后将预镦坯件放入摆碾机进行摆动碾压；（3）车削加工：将步骤（2）中所得的冷摆碾件进行钻孔，再对冷摆碾件的外表面依次进行粗车、半精车和精车得到锥形车削件；再将锥形车削件依次经过二次退火处理、二次表面钝化处理和二次润滑处理工艺；（4）铣削加工：将步骤（3）中所得的锥形车削件的远离轮缘一面经过铣床进行铣削加工扇形孔和轮毂得到铣削件；（5）磨削加工；（6）热处理：对步骤（5）中的磨削件进行渗碳淬火得到工件。

A forging method for the wheel of gold mine

The invention discloses a forging method for smelting the wheel of a gold mine, including the following steps: (1) a blanking forging blank: by taking a sawing machine to the blanking of the round steel; (2) a rolling forming: the pre heading billet obtained in the step (1) is first annealed, one surface passivating treatment and one lubrication treatment process, and then the pre heading blank will be pretreated. The upsetting parts are put into the rolling mill for swinging and rolling; (3) the cutting process: the cold pendulum rolling parts obtained in step (2) are drilled and the outer surface of the cold pendulum roller is followed by the conical turning parts in turn, and the conical turning parts are followed by two annealing treatment, two surface passivation treatment and two. Secondary lubrication treatment process; (4) milling: the conical turning parts obtained from steps (3) are far away from the wheel side through the milling machine to milling the fan hole and hub to get the milling parts; (5) grinding machining; (6) heat treatment: the grinding parts in step (5) are carburized and quenched to get the workpiece.

【技术实现步骤摘要】
一种冶金矿车轮的锻造方法
本专利技术属于锻造成型
，尤其是涉及一种冶金矿车轮的锻造方法。
技术介绍
矿车车轮是工矿机械的常规产品之一，大多采用金属型铸造方式生产，在多年的生产实践中，针对较易出现的缺陷采取相应的防止措施，有效地降低了矿车轮金属型铸造中的缺陷产生几率，使矿车轮成品率达到95％以上。矿车轮金属型铸造中易产生气孔、缩孔、缩松、裂纹等缺陷；其产生的主要原因是(1)轴孔处极易产生气孔。原工艺中，轴孔处由金属型成形(砂芯2号原未使用,此处原为金属型上模一部分)，浇注后，铸型中大量气体排出，积聚在轴孔处，在轴孔处形成死角。由于金属型难于排气，铸件加工后，经常在轴孔处发现气孔缺陷；(2)轮毂辐条处由金属型成形，浇注过程操作不当，经常产生气孔缺陷；主要原因为金属型预热温度高及过度氧化造成的；生产中金属型预热温度过高或过低,都会造成相应缺陷,必须根据生产实际控制合适的预热温度。夏季连续生产时,必须采取降温措施,以使预热温度达到使用要求，减少气孔缺陷的产生。(3)轮缘与轮辋连接处容易产生裂纹，产生的主要原因为模具预热温度低及结构不合理造成的。C处圆弧如过小，形成尖角，增大了形成裂纹的倾向性，极易形成裂纹缺陷。因此，有必要开发一种制作冶金矿车轮的锻造方法，减少冶金矿车轮的烈纹，同时在材料方面，也大大的节约了材料，在这个同时，也节约了劳动力、设备的占用。
技术实现思路
本专利技术要解决的另一个技术问题是，提供一种成本低、用料少、省时省力且裂纹少的冶金矿车轮的锻造方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是，该冶金矿车轮的锻造方法，具体包括以下步骤：(1)下料镦坯：通过带锯床对圆钢下料，将圆钢下成棒状的下料件；下料件的尺寸规格为φ180～300mm，长度为140～150mm；通过机械自动上料装置将下料件加入高频感应加热炉，加热温度为1000～1100℃，加热后的下料件进行预镦坯，采用200T液压机成型；先将下料件放到第一压力机下镦头上，压力机施加压力下，上镦头下压，对下料件进行物料分流同时去除加热时产生的氧化皮，将下料件镦成上端面有轮缘的预镦坯件；(2)摆碾成型：将步骤(1)中所得到的预镦坯件先依次经过一次退火处理、一次表面钝化处理和一次润滑处理工艺，然后将预镦坯件放入摆碾机进行摆动碾压，将预镦坯件上端有轮缘的一面在锥形模具作用下高度减小，直径增大，形成上端沿轮缘内侧向内凹陷的冷摆碾件；所述一次退火处理是先将预镦坯件置于退火炉内，加热至820℃，保温至少3h，然后先炉冷至200℃，再在空气中冷却至室温；所述一次表面钝化处理是经过一次退火后的预镦坯件放到有钝化液的钝化槽里进行一次表面钝化处理，钝化处理的温度为50～65℃，钝化时间为150～200秒；(3)车削加工：将步骤(2)中所得到的冷摆碾件进行钻孔，再对冷摆碾件的外表面依次进行粗车、半精车和精车得到锥形车削件；再将锥形车削件依次经过二次退火处理、二次表面钝化处理和二次润滑处理工艺；(4)铣削加工：将步骤(3)中所得到的锥形车削件的远离轮缘一面经过铣床进行铣削加工扇形孔和轮毂得到铣削件；(5)磨削加工：将步骤(4)中所得到的铣削件依次经过粗磨和精磨，得到磨削件；再将磨削件依次经过三次退火处理、三次表面钝化处理和三次润滑处理工艺；(6)热处理：对步骤(5)中的磨削件进行渗碳淬火得到工件。通过上述技术方案，其中矿车轮内侧有轮缘，轮缘与钢轨间留有一定间隙。车轮与钢轨接触的踏面做成锥形，以使轮对在沿轨道运行时保持对中，减少机械磨损，降低运行阻力。通过一个热锻、冷压复合成型工艺，制得了一体成型的冶金矿车轮，实现了对冶金矿车轮工件的整体塑性成形的目的，使产品精密净成型；该锻造方法避免了冶金矿车轮工件使用浇注成型方法中产生的缺陷，且提高了冶金矿车轮工件的强度、耐磨性与牢固性，相比现有的一体成型工艺节省了材料和人力，省时省力，同时节省了设备的占用，适合广泛推广使用。本专利技术进一步改进在于，所述步骤(3)中的钻孔，首先对冷摆碾件进行钻φ70的通孔作为轴孔，先装夹锥形车削件，再定位，然后用φ70的钻头钻通孔。本专利技术进一步改进在于，所述步骤(6)中的渗碳淬火工艺的渗碳层深度为0.215～0.355mm，渗透区表面硬度为50～60HRC，具体包括以下步骤：1)加热：将工件加热到1050～1250℃，待用；2)强渗碳：将工件保持在步骤(1)的温度中，碳势1.0～1.2，进行2～2.5h强渗碳；3)扩散：升温至1300～1350℃，碳势为0.7～0.8，进行1.0～2.5h渗碳扩散；4)一次淬火：将工件温度降低到800～900℃，进行一次淬火；然后将工件保持在1000℃以下，保温时间为1h；5)二次渗碳：将工件温度升至1100～1150℃，碳势1.0～1.2，进行1～1.5h二次渗碳；6)二次淬火：二次扩散后将温度冷却到1000～1100℃，碳势0.65～0.75，保温50～80min后，将工件在900～950℃进行油淬，在60～120℃的油中淬火冷却；7)除油：清洗去除工件表面油渍，清洗液温度控制在50～55℃；8)回火：采用180～220℃，回火2.5～3.5h。这样的渗碳和热处理工艺可以防止钢材料的强度降低，同时可以缩短渗碳和热处理工艺的时间。本专利技术进一步改进在于，所述步骤(2)和中的所述一次表面钝化处理前先对预镦坯件进行脱脂处理，使用弱碱性脱脂剂溶液对欲表面钝化处理的预镦坯件进行除油处理，脱脂剂用量为除油溶剂总量的4％，其余为水，处理温度为30～50℃，处理时间为3～5min；脱脂处理后将预镦坯件进行水洗以去除脱脂剂。该脱脂处理可以去除钢材表面的油脂，有利于后续加工。本专利技术进一步改进在于，所述步骤(2)中的一次表面钝化处理、所述步骤(3)中的二次表面钝化处理和和所述步骤(5)中的三次表面钝化处理中，所采用的钝化处理剂，由以下组份按重量份数组成：水100份、氢氟酸10份、硝酸8份、硫酸2.5份。本专利技术进一步改进在于，所述步骤(3)中的所述二次退火处理是先将锥形车削件置于退火炉内，加热至800～850℃，保温至少3h，然后先炉冷至250℃，再在空气中冷却至室温。本专利技术进一步改进在于，所述步骤(4)中扇形孔的数量为6个，沿轴中心均匀分布。本专利技术进一步改进在于，所述步骤(5)中的三次退火处理是先将铣削件置于退火炉内，加热至700～750℃，保温至少3h，然后先炉冷至250℃，再在空气中冷却至室温。本专利技术进一步改进在于，所述步骤(2)中的一次表面钝化处理、所述步骤(3)中的二次表面钝化处理和所述步骤(5)中的三次表面钝化处理的工艺是一样的。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过一个热锻、冷压复合成型工艺，制得了一体成型的冶金矿车轮，实现了对冶金矿车轮工件的整体塑性成形的目的，使产品精密净成型；该制作成型工艺无需分体式加工再组合且不存在焊接缺陷，在使用过程中不会出现断裂，且同轴度更好，避免了冶金矿车轮工件在使用过程中脱离解体的故障，因此提高了冶金矿车轮工件的强度、耐磨性与牢固性，相比现有的一体成型工艺节省了材料和人力，省时省力，同时节省了设备的占用，适合广泛推广使用。具体实施方式实施例：该冶金矿车轮成品的车轮直径为300mm，车轮的轴径为70mm；该冶金矿车轮的锻造方法，具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冶金矿车轮的锻造方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）下料镦坯：通过带锯床对圆钢下料，将圆钢下成棒状的下料件；下料件的尺寸规格为φ180~300mm，长度为140~150mm；通过机械自动上料装置将下料件加入高频感应加热炉，加热温度为1000~1100℃，加热后的下料件进行预镦坯，采用200T液压机成型；先将下料件放到第一压力机下镦头上，压力机施加压力下，上镦头下压，对下料件进行物料分流同时去除加热时产生的氧化皮，将下料件镦成上端面有轮缘的预镦坯件；（2）摆碾成型：将步骤（1）中所得到的预镦坯件先依次经过一次退火处理、一次表面钝化处理和一次润滑处理工艺，然后将预镦坯件放入摆碾机进行摆动碾压，将预镦坯件上端有轮缘的一面在锥形模具作用下高度减小，直径增大，形成上端沿轮缘内侧向内凹陷的冷摆碾件；所述一次退火处理是先将预镦坯件置于退火炉内，加热至820℃，保温至少3h，然后先炉冷至200℃，再在空气中冷却至室温；所述一次表面钝化处理是经过一次退火后的预镦坯件放到有钝化液的钝化槽里进行一次表面钝化处理，钝化处理的温度为50~65℃，钝化时间为150~200秒；（3）车削加工：将步骤（2）中所得到的冷摆碾件进行钻孔，再依次进行粗车、半精车和精车得到锥形车削件；再将锥形车削件依次经过二次退火处理、二次表面钝化处理和二次润滑处理工艺；（4）铣削加工：将步骤（3）中所得到的锥形车削件经过铣床进行铣削加工扇形孔得到铣削件；（5）磨削加工：将步骤（4）中所得到的铣削件依次经过粗磨和精磨，得到磨削件；再将磨削件依次经过三次退火处理、三次表面钝化处理和三次润滑处理工艺；（6）热处理：对步骤（5）中的磨削件进行渗碳淬火得到工件。...

【技术特征摘要】
1.一种冶金矿车轮的锻造方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）下料镦坯：通过带锯床对圆钢下料，将圆钢下成棒状的下料件；下料件的尺寸规格为φ180~300mm，长度为140~150mm；通过机械自动上料装置将下料件加入高频感应加热炉，加热温度为1000~1100℃，加热后的下料件进行预镦坯，采用200T液压机成型；先将下料件放到第一压力机下镦头上，压力机施加压力下，上镦头下压，对下料件进行物料分流同时去除加热时产生的氧化皮，将下料件镦成上端面有轮缘的预镦坯件；（2）摆碾成型：将步骤（1）中所得到的预镦坯件先依次经过一次退火处理、一次表面钝化处理和一次润滑处理工艺，然后将预镦坯件放入摆碾机进行摆动碾压，将预镦坯件上端有轮缘的一面在锥形模具作用下高度减小，直径增大，形成上端沿轮缘内侧向内凹陷的冷摆碾件；所述一次退火处理是先将预镦坯件置于退火炉内，加热至820℃，保温至少3h，然后先炉冷至200℃，再在空气中冷却至室温；所述一次表面钝化处理是经过一次退火后的预镦坯件放到有钝化液的钝化槽里进行一次表面钝化处理，钝化处理的温度为50~65℃，钝化时间为150~200秒；（3）车削加工：将步骤（2）中所得到的冷摆碾件进行钻孔，再依次进行粗车、半精车和精车得到锥形车削件；再将锥形车削件依次经过二次退火处理、二次表面钝化处理和二次润滑处理工艺；（4）铣削加工：将步骤（3）中所得到的锥形车削件经过铣床进行铣削加工扇形孔得到铣削件；（5）磨削加工：将步骤（4）中所得到的铣削件依次经过粗磨和精磨，得到磨削件；再将磨削件依次经过三次退火处理、三次表面钝化处理和三次润滑处理工艺；（6）热处理：对步骤（5）中的磨削件进行渗碳淬火得到工件。2.如权利要求1所述的冶金矿车轮的锻造方法，其特征在于，所述步骤（3）中的钻孔，首先对冷摆碾件进行钻φ70的通孔作为轴孔，先装夹锥形车削件，再定位，然后用φ70的钻头钻通孔。3.如权利要求1所述的冶金矿车轮的锻造方法，其特征在于，所述步骤（6）中的渗碳淬火工艺的渗碳层深度为0.2~0.4mm，渗透区表面硬度为50~60HRC，具体包括以下步骤：1）加热：将工件加热到1050~1250℃，待用；2）强渗碳：将工件保持在步骤（1）的温度中，碳势1....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉洁，
申请(专利权)人：无锡南理工科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32