一种弹性车轮轮芯的制备方法技术

一种弹性车轮轮芯的制备方法，属于弹性车轮生产工艺技术领域，该方法包括1)将直径较大的连铸坯开坯得到直径较小的轧制坯；2)将轧制坯退火处理后进行切料，得到生产每个轮芯所需的投料钢坯；3)对投料钢坯进行加热处理；4)投料钢坯镦粗后采用开式模锻的方式锻造，锻造完成后冲孔得到成型毛坯；5)对成型毛坯进行喷丸、热处理、取样检验、加工、成品检测、喷漆后得到轮芯成品；本发明专利技术的有益效果是，本发明专利技术采用新的锻造方法，使产品成材率得到提高，取消了热处理前粗加工，工序得到了优化，缩短了生产周期，节约了锻造开坯成本，提高了投料钢坯的利用率，节约了原材料，节省了生产制造成本，提高了企业竞争力。

【技术实现步骤摘要】
一种弹性车轮轮芯的制备方法
本专利技术涉及弹性车轮生产工艺
，尤其涉及一种弹性车轮轮芯的制备方法。
技术介绍
弹性车轮通常是用于低底板城市有轨电车的一种组合车轮，由于其低噪音、低成本被越来越多的城市地面交通所采用，如图1所示，弹性车轮包括轮箍1、弹性体2、轮芯3和压盖4，轮箍1的内侧与两个弹性体2相连，其中一个弹性体2与轮芯3的外缘相连，另一个弹性体2通过压盖4与轮芯3的底部连接固定，弹性车轮的轮芯3相对与一般车轮部件，外径在400-500mm之间，轮芯3的中部设置有与车轮轴连接的中心孔，其特点为尺寸较小，重量轻，通常在40公斤左右，形状复杂，通常为深盆形等复杂外形，生产工艺流程长且复杂。传统的工艺流程主要存在如下问题：1)由于轮芯尺寸小、重量轻，采用常规车轮生产的连铸圆坯或模铸锭无法保证产品的锻造比≥4的生产要求，锻造前需要对钢锭进行改锻，钢坯的改锻费用通常较高，为2000元/吨，增加了生产成本，降低了企业的市场竞争力。2)弹性车轮轮芯通常外形复杂，如：通常为深盆型法兰结构，这种复杂的外形，通常采用自由锻及一般的成型方式，无法将复杂的外形加工出来。一般采用锻造成圆饼形毛坯，这种方式的成材率非常低，以AT608弹性车轮轮芯为例，轮芯成品重量为38公斤，投料重量需要165公斤，成材率仅达到23.0％，造成原材料的极大浪费，另外由于加工余量非常之大，要保证产品热处理质量，需要在轮芯热处理前进行粗加工，每件需要增加600元的加工成本。3)由于轮芯的复杂结构，采用自由锻的方式外形尺寸不容易控制，采用自由锻锻造合格率非常低，如AT608弹性车轮轮芯，首批锻造合格不到50％，锻造25件尺寸合格仅12件。因此，如何在保证符合轮芯生产的性能要求的基础上，提高轮芯产品的成材率，降低原材料的生产投入，降低生产成本是目前企业轮芯生产所面临的问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种弹性车轮轮芯的制备方法，采用新的锻造方法，使产品成材率得到提高，取消了热处理前粗加工，工序得到了优化，缩短了生产周期，而且节省了开坯费用，节约了原材料，节省了生产制造成本。为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：所述弹性车轮轮芯的制备方法，包括以下步骤：1)将直径较大的连铸坯开坯得到直径较小的轧制坯，保证轮芯加工所要求的锻造比；2)将轧制坯进行退火处理，使轧制坯的硬度降低到规定的硬度后进行切料，得到生产每个轮芯所需的投料钢坯；3)对步骤2)得到的投料钢坯进行加热处理；4)对步骤3)中加热处理后的投料钢坯镦粗后采用开式模锻的方式进行锻造，保证成型毛坯单边加工余量控制在2.5mm～3.5mm，锻造完成后进行中心冲孔得到成型毛坯；5)对成型毛坯进行喷丸、热处理、取样检验、加工、成品检测、喷漆后得到轮芯成品。进一步地，所述连铸坯的直径为447mm～453mm，开坯得到的轧制坯的直径为222mm～228mm，所述轮芯的外径为400mm～500mm，轧制坯的长度为6.6m～6.7m，经过步骤4)的锻造后轮芯的锻造比≥4。进一步地，在步骤2)中，对轧制坯进行退火处理的具体过程是，将轧制坯缓慢加热到850℃～890℃，随炉冷却，得到的轧制坯的硬度≤241HB。进一步地，在步骤2)中，运用厚度为2mm～3mm锯条的带锯对退火处理的轧制坯进行切料，得到长度为274mm～278mm的多个投料钢坯。进一步地，步骤3)中对投料钢坯的加热温度控制在1200℃～1260℃。进一步地，在步骤4)中采用开式模锻锻造成型的设备包括摩擦压力机和组合式锻模，所述组合式锻模包括上模和下模，所述上模和下模之间形成轮芯成型型腔，所述上模与所述摩擦压力机的滑块固定相连。进一步地，所述摩擦压力机的压力为80MN，所述摩擦压力机对钢坯反复锻压成型，且每个加载循环的摩擦时间的时长为0.3s～0.5s。进一步地，锻造完成后进行中心冲孔所运用的冲孔设备包括冲孔底座和冲头，所述冲孔底座和冲头对接后形成所述轮芯成型型腔，所述冲孔底座上设置有上端孔径小于下端孔径的锥形冲孔，所述冲头底端设置有与所述锥形冲孔上端间隙配合的圆柱形的冲压段。进一步地，所述步骤5)中的热处理过程依次包括淬火前加热、淬火和回火，淬火前加热的温度为850℃～890℃，加热保温1～4小时；淬火过程先采用水冷却30s～100s，再空冷20s～60s，最后采用14％～16％的盐水作为淬火介质，并采用机械搅拌的方式淬火20s～60s；回火的温度为540℃～600℃，保温3～5小时。进一步地，所述预热处理采用的设备为电阻炉，将喷丸后的成型毛坯均布在电阻炉的炉底进行加热。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术首先将直径较大的连铸坯开坯得到直径较小的轧制坯，再经过后期的锻造得到成型毛坯，可以保证轮芯所要求的锻造比，提高了轮芯组织的致密性，保证了轮芯的高强度和高的冲击韧性，提高了轮芯成品的加工质量；在轧制得到直径较小的轧制坯后需要进行切料处理，切料处理前对轧制坯进行退火处理后使其硬度降低，再按照需要的长度进行切料得到投料钢坯，提高了切料的效率，缩短了生产周期；对投料钢坯进行加热处理，增加了钢坯的塑性，降低了钢坯的变形抗力，易于获得好的锻后组织，在对加热处理后的投料钢坯镦粗后采用开式模锻的方式来精准控制轮芯的加工余量，提高了产品成材率，减小了投料量，产品单边加工余量能够控制在2.5mm～3.5mm，按这一余量锻造后不需要粗加工即可进行热处理，取消了产品粗加工工序，节省了生产成本，进一步缩短了生产周期。2、具体地，为保证正常的运输条件，轧制坯的长度设置为6.6m～6.7m，每个轮芯成品所需要的投料钢坯长度在274mm～278mm，采用厚度为2～3mm锯条的带锯对退火处理的轧制坯进行切料，每根投料钢坯除锯切刀缝外，其它全部利用，提高了投料钢坯的利用率，节约了锻造开坯成本；其中的锻造过程分为三步，首先，将投料钢坯镦粗成圆饼形，缩短了锻造生产周期，然后，将镦粗后的投料钢坯放入上模和下模之间，上模与下模之间形成轮芯成型型腔，运用摩擦压力机带动上模上下周期滑动，使投料钢坯的金属充满轮芯成型型腔，最后，对成型钢坯中心冲孔得到成型毛坯，整个锻造过程的生产效率高，成材率高，加工精度高，可取消粗加工工序，直接进行后期的热处理，节省了生产成本，提高了轮芯产品的生产质量。综上，本专利技术采用新的锻造方法，使产品成材率得到提高，取消了热处理前粗加工，工序得到了优化，缩短了生产周期，节约了锻造开坯成本，通过对投料钢坯的切料长度进行优化，提高了投料钢坯的利用率，节约了原材料，节省了生产制造成本，提高了企业竞争力。附图说明下面对本专利技术说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：图1为现有技术中弹性车轮的结构示意图；图2为本专利技术所制备的车轮轮芯的结构示意图；图3为本专利技术中组合式锻模的结构示意图；图4为本专利技术中冲孔设备的结构示意图；上述图中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弹性车轮轮芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)将直径较大的连铸坯开坯得到直径较小的轧制坯，保证轮芯加工所要求的锻造比；/n2)将轧制坯进行退火处理，使轧制坯的硬度降低到规定的硬度后进行切料，得到生产每个轮芯所需的投料钢坯；/n3)对步骤2)得到的投料钢坯进行加热处理；/n4)对步骤3)中加热处理后的投料钢坯镦粗后采用开式模锻的方式进行锻造，保证成型毛坯单边加工余量控制在2.5mm～3.5mm，锻造完成后进行中心冲孔得到成型毛坯；/n5)对成型毛坯进行喷丸、热处理、取样检验、加工、成品检测、喷漆后得到轮芯成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种弹性车轮轮芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将直径较大的连铸坯开坯得到直径较小的轧制坯，保证轮芯加工所要求的锻造比；
2)将轧制坯进行退火处理，使轧制坯的硬度降低到规定的硬度后进行切料，得到生产每个轮芯所需的投料钢坯；
3)对步骤2)得到的投料钢坯进行加热处理；
4)对步骤3)中加热处理后的投料钢坯镦粗后采用开式模锻的方式进行锻造，保证成型毛坯单边加工余量控制在2.5mm～3.5mm，锻造完成后进行中心冲孔得到成型毛坯；
5)对成型毛坯进行喷丸、热处理、取样检验、加工、成品检测、喷漆后得到轮芯成品。


2.根据权利要求1所述的弹性车轮轮芯的制备方法，其特征在于：所述连铸坯的直径为447mm～453mm，开坯得到的轧制坯的直径为222mm～228mm，所述轮芯的外径为400mm～500mm，轧制坯的长度为6.6m～6.7m，经过步骤4)的锻造后轮芯的锻造比≥4。


3.根据权利要求1所述的弹性车轮轮芯的制备方法，其特征在于：在步骤2)中，对轧制坯进行退火处理的具体过程是，将轧制坯缓慢加热到850℃～890℃，随炉冷却，得到的轧制坯的硬度≤241HB。


4.根据权利要求3所述的弹性车轮轮芯的制备方法，其特征在于：在步骤2)中，运用厚度为2mm～3mm锯条的带锯对退火处理的轧制坯进行切料，得到长度为274mm～278mm的多个投料钢坯。


5.根据权利要求1所述的弹性车轮轮芯的制备方法，其特征在于：步骤3)中对投料钢坯的加热温度控制在1200℃～1260℃。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓荣杰，张磊，汪新华，黄林松，王志刚，程明忠，王军，薛华胜，刁山松，吴争，周力强，潘胜利，桂兴亮，黄孝卿，
申请(专利权)人：宝武集团马钢轨交材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34