火车轮三面辗轧成形方法技术

本发明专利技术公开了一种火车轮三面辗轧成形方法，属于轮形锻件热成形技术领域。本发明专利技术的步骤为：步骤一：坯料的切割及加热；步骤二：高压水除鳞：将加热好的坯料放入除鳞机里，利用高压水除掉坯料表面的氧化铁皮；步骤三：墩粗、冲孔：在压力机上完成墩粗、冲孔工步，此工序要控制墩粗坯的外径、压力机压下量及冲孔孔径；步骤四：三面辗轧成形：此工序分为两步：双面辗压、对称轧制；本发明专利技术可以简化车轮设计工艺，减少机组数量，降低压力机吨位，并且很好地解决了车轮在辗轧成形过程中的偏心问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轮形锻件热成形
，更具体地说，涉及火车轮三面辗轧成形方法。
技术介绍
火车轮作为行走部件，在火车运行中起着承载、牵引、导向、制动的作用，对火车的安全性和平稳性有着关键性的影响。随着火车的高速化、重载化对车轮的质量提出了更高的要求，而合理的车轮热成形工艺是确保车轮内在质量和形状尺寸精度的基础，因此，深入研究车轮的生产工艺对促进我国轨道交通事业的发展具有重要意义。众多铁路车辆单位曾对铸造车轮和辗钢车轮作了比较性研究和实验，结果表明：辗钢车轮的性能优于铸钢车轮，尤其在断裂韧性方面，辗钢车轮可以提供最大限度的安全性。目前世界上整体辗钢车轮的制造方法主要有：全模锻成形和多工步压轧成形两种方法。全模锻法是将坯料墩粗制坯后，在锻模内将整个车轮直接模锻成形，无需轧制工序。此工艺具有诸多优点，比如：成形质量好、材料利用率高、机械性能好、轮辋和辐板区域的组织具有较高的均一性、细晶粒度以及密度，但此成形方法需使用大功率的锻压设备，且生产效率低下等原因，而未被广泛应用。世界上各车轮制造厂普遍采用的是多工步压轧成形法，其成形法主要包括预成形及成形、轧制扩径和压弯冲孔三道工序，生产需采用2～3台压力机，1台专用车轮多辊轧机。此压轧成形的车轮，金属有较大塑性变形，能获得高的内在质量，同时相对于全模锻法来说，此压轧成形法需要经过预成形和轧制两个工序分配变形量，能够降低对模锻设备的要求。但多工步压轧成形方法也存在如下问题：一、工序繁多，生产率较低；二、在生产大直径车轮时，经常遇见压力机吨位不够等情况；三、设备数量多、投资大；四、生产不同规格车轮时，需更换模具数量众多，耗时耗力；五、经常遇见车轮成形偏心问题。
技术实现思路
1、要解决的问题针对现有技术存在的问题及不足，本专利技术提供了一种火车轮三面辗轧成形方法，该方法在保证金属流动均匀、材质致密度高、表面质量好、机械性能好、尺寸精度高等诸多优点的基础上，可以简化车轮设计工艺，减少机组数量，降低压力机吨位，并且很好地解决了车轮在辗轧成形过程中的偏心问题。2、技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为本专利技术的一种火车轮三面辗轧成形方法，其步骤为：步骤一：坯料的切割及加热：由火车轮成品留出加工余量，得到车轮坯形状，根据轮坯的重量，加上轮毂孔的冲孔冲块以及坯料加热的烧损，得出车轮下料重量，然后采用圆盘冷锯对钢锭或连铸坯进行切割，由此得到坯料，而后将其放置在加热炉中加热；步骤二：高压水除鳞：将加热好的坯料放入除鳞机里，利用高压水除掉坯料表面的氧化铁皮；步骤三：墩粗、冲孔：在压力机上完成墩粗、冲孔工步，此工序要控制墩粗坯的外径、压力机压下量及冲孔孔径，以便于在双面辗压过程中，金属合理分配、双向流动；步骤四：三面辗轧成形：将带孔坯料套上芯轴、两边挡板，放入三面辗轧机内，进行辗轧成形，此工序分为两步：双面辗压、对称轧制；双面辗压：带孔坯料中心被芯轴固定，绕主轴转动；两对辗压头对称布置在带孔坯料两侧，一方面绕各自对称轴旋转,并驱动工件绕芯轴转动；一方面下压，以使坯料发生连续局部塑性变形，通过控制两对辗压头的转速、进给量，使坯料金属合理分配、均匀流向两侧，形成车轮的轮毂、轮辋部位，双面辗压后，轮毂部位已成形完整；对称轧制：利用两侧主辊对辗压后坯料进行对称轧制，两侧主辊同时、同速进给，使轮辋部位的金属流动，以使轮辋充型完好。作为本专利技术的进一步改进，所述的步骤一中坯料加热的烧损率按3.5％计算。作为本专利技术的进一步改进，所述的步骤一中坯料加热至1250℃。3、有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术的一种火车轮三面辗轧成形方法，车轮生产所需专用模具减少，节省生产成本；生产不同规格车轮时，更换模具数量减少，省时省力，提高生产效率，并且很好地解决了车轮在辗轧成形过程中的偏心问题。附图说明图1为本专利技术的工艺流程示意图；图2为本专利技术中双面辗压变形后的结构示意图；图3为本专利技术中对称轧制变形后的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术进一步进行描述：实施例1如图1-3所示，本实施例的一种火车轮三面辗轧成形方法，其步骤为：步骤一：坯料的切割及加热：由火车轮成品留出加工余量，得到车轮坯形状，根据轮坯的重量，加上轮毂孔的冲孔冲块以及坯料加热的烧损，烧损率按3.5％计算，得出车轮下料重量，然后采用圆盘冷锯对钢锭或连铸坯进行切割，由此得到坯料，而后将其放置在加热炉中加热至1250℃；步骤二：高压水除鳞：将加热好的坯料放入除鳞机里，利用高压水除掉坯料表面的氧化铁皮，防止在辗压过程中，氧化铁皮压入车轮内部造成缺陷；步骤三：墩粗、冲孔：在压力机上完成墩粗、冲孔工步，此工序要控制墩粗坯的外径、压力机压下量及冲孔孔径，以便于在双面辗压过程中，金属合理分配、双向流动；步骤四：三面辗轧成形：将带孔坯料套上芯轴、两边挡板，放入三面辗轧机内，进行辗轧成形，此工序分为两步：双面辗压、对称轧制；双面辗压：带孔坯料中心被芯轴固定，绕主轴转动；两对辗压头对称布置在带孔坯料两侧，一方面绕各自对称轴旋转,并驱动工件绕芯轴转动；一方面下压，以使坯料发生连续局部塑性变形，通过合理控制两对辗压头的转速、进给量，使坯料金属合理分配、均匀流向两侧，形成车轮的轮毂、轮辋部位，并且使用对称辗压工艺可以很好地防止工件在辗压过程中发生翘起、扭动等情况而导致成形缺陷，双面辗压后，轮毂部位已成形完整；对称轧制：由于双面辗压后，轮辋部位未能完全成型，因此利用两侧主辊对辗压后坯料进行对称轧制，两侧主辊同时、同速进给，使轮辋部位的金属流动，以使轮辋充型完好，且对称轧制工艺能有效地解决车轮在制造过程中偏心问题。本实施例的一种火车轮三面辗轧成形方法，车轮生产所需专用模具减少，节省生产成本；生产不同规格车轮时，更换模具数量减少，省时省力，提高生产效率，并且很好地解决了车轮在辗轧成形过程中的偏心问题。以上示意性的对本专利技术及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本专利技术的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本专利技术创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
火车轮三面辗轧成形方法，其特征在于：其步骤为：步骤一：坯料的切割及加热：由火车轮成品留出加工余量，得到车轮坯形状，根据轮坯的重量，加上轮毂孔的冲孔冲块以及坯料加热的烧损，得出车轮下料重量，然后采用圆盘冷锯对钢锭或连铸坯进行切割，由此得到坯料，而后将其放置在加热炉中加热；步骤二：高压水除鳞：将加热好的坯料放入除鳞机里，利用高压水除掉坯料表面的氧化铁皮；步骤三：墩粗、冲孔：在压力机上完成墩粗、冲孔工步，此工序要控制墩粗坯的外径、压力机压下量及冲孔孔径，以便于在双面辗压过程中，金属合理分配、双向流动；步骤四：三面辗轧成形：将带孔坯料套上芯轴、两边挡板，放入三面辗轧机内，进行辗轧成形，此工序分为两步：双面辗压、对称轧制；双面辗压：带孔坯料中心被芯轴固定，绕主轴转动；两对辗压头对称布置在带孔坯料两侧，一方面绕各自对称轴旋转,并驱动工件绕芯轴转动；一方面下压，以使坯料发生连续局部塑性变形，通过控制两对辗压头的转速、进给量，使坯料金属合理分配、均匀流向两侧，形成车轮的轮毂、轮辋部位，双面辗压后，轮毂部位已成形完整；对称轧制：利用两侧主辊对辗压后坯料进行对称轧制，两侧主辊同时、同速进给，使轮辋部位的金属流动，以使轮辋充型完好。...

【技术特征摘要】
1.火车轮三面辗轧成形方法，其特征在于：其步骤为：步骤一：坯料的切割及加热：由火车轮成品留出加工余量，得到车轮坯形状，根据轮坯的重量，加上轮毂孔的冲孔冲块以及坯料加热的烧损，得出车轮下料重量，然后采用圆盘冷锯对钢锭或连铸坯进行切割，由此得到坯料，而后将其放置在加热炉中加热；步骤二：高压水除鳞：将加热好的坯料放入除鳞机里，利用高压水除掉坯料表面的氧化铁皮；步骤三：墩粗、冲孔：在压力机上完成墩粗、冲孔工步，此工序要控制墩粗坯的外径、压力机压下量及冲孔孔径，以便于在双面辗压过程中，金属合理分配、双向流动；步骤四：三面辗轧成形：将带孔坯料套上芯轴、两边挡板，放入三面辗轧机内，进行辗轧成形，此工序分为两步：双面辗压、对称...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞晋龙，李翔，肖峰，鲁松，王健，邓荣杰，高峰，付应龙，毕军华，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34