铁路货车钩尾框整体锻造的制备方法技术

本发明专利技术的铁路货车钩尾框整体锻造的制备方法，一种采用新型高强度合金钢钢坯，通过制坯、锻造、整形、切割、机加、热处理、抛丸等工序，锻造和加工成的整体钩尾框比铸造钩尾框有以下突出的优点：由于采用高强度的合金钢轧材其内在缺陷比铸钢件大大减少，综合机械性能提高，通过锻、压二次加工能使钩尾框材料形成全纤维组织更使零件的强度和使用寿命成倍提高。经试验证明其抗拉强度可达８５０Ｎ／ｍｍ↑［２］。冲击功ＡｋｖＪ（试验温度－４０℃）可达２７以上。经静载荷试验，各部位应力值都在容许范围，疲劳寿命比铸造钩尾框提高８０％；寿命提高２倍。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及原铸造工艺生产的铁路货车钩尾框，在不改变使用功能的前提下改用整体锻造的方法。
技术介绍
钩尾框是铁路车辆车钩缓冲装置中的一个关键零部件，直接完成车辆之间纵向力的传递。过去铁路车辆上使用的钩尾框一直是铸钢件。由于铸钢件不可避免气孔、夹杂、缩松等缺陷，强度很难提高。近几年来，由于铁路为提高运输能力实施提速、重载使铸造钩尾框存在的缺陷暴露了出来，在使用中过早的出现疲劳裂纹，频发裂断事故，给铁路运输带来安全隐患，已很难适应铁路运输的安全需要。虽然明知锻造效果比铸造的产品质量好，但由于钩尾框本身形状是一个中空的封闭框型，采用锻造有很大的难度。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现在使用的铸钢钩尾框强度低、疲劳寿命短，运用过程中时常发生裂纹、断裂等问题，提供一种采用新型高强度合金钢钢坯，通过制坯、锻造、整形、切割、机加、热处理、抛丸等工序完成。本专利技术的，主要包括如下步骤(1)选用新材料锻造钩尾框要选用优质合金钢钢坯，新材料要和目前使用的铸钢材料强度相当或高于铸钢材料，如选用35CrMo轧制圆钢；(2)准确算料和下料准确计算料重，避免型腔充不满或打不靠； (3)制坯下料后的圆坯加热后用5T以上锻锤在型砧上锻打，使圆坯初步变形，得到接近于予锻型腔的长方形坯料；(4)予锻对制好的坯料在大型摩擦压力机上用予锻模具打击初步成形；(5)终锻再次对予锻后的锻件加热后放入终锻模具用大型摩擦压力机锻打(一般打击三次成形)，锻造模具的设计是一个关键的关键，要有利于金属流动，型腔能够充满，不产生折叠现象；(6)切边用大型切边机和切变模具切去锻件上飞边；(7)冲连皮孔用大型摩擦压力机和冲孔模冲去锻件中间多余材料使框体中空成形；(8)整形用整形胎具对锻件进行整形消除由于切边、冲孔连皮等工序产生的锻件变形；(9)抛丸用专用设备去除锻件表面氧化皮；(10)用火焰仿型切割器切割出框口并留出加工余量；(11)用火焰仿型切割器切割出销孔；(12)机械加工对通过锻造和切割达不到图纸要求的地方和切割热影响区用机械加工的办法达到或去除；(13)热处理用专门制定的热处理规范对锻件进行热处理充分发挥合金钢的综合机械性能；(14)抛丸表面强化提高钩尾框的疲劳强度；(15)探伤。有益效果使用本技术专利技术中的锻造和加工整体钩尾框比铸造钩尾框有以下突出的优点由于采用高强度的合金钢轧材其内在缺陷比铸钢件大大减少，综合机械性能提高，通过锻、压二次加工能使钩尾框材料形成全纤维组织更使零件的强度和使用寿命成倍提高。整体锻造钩尾框和组合式锻造相比，整体性强、材料性能一致，因此钩尾框各部分强度能够得到保证。而组合式钩尾框是由两块连接板和经弯曲后的框板焊接而成，焊缝容易像铸造材料一样存在缺陷成为薄弱环节，运用中在焊缝部位产生裂纹以至断裂。本专利技术经试验证明其抗拉强度可达850N/mm2。冲击功AkvJ(试验温度-40℃)可达27以上。经静载荷试验，各部位应力值都在容许范围，如疲劳寿命比铸造钩尾框提高80％；寿命提高2倍。附图说明图1是本专利技术的的工艺流程图；图2是本专利技术的下料图；图3是本专利技术的制坯图；图4是本专利技术的予锻图；图5是本专利技术的终锻、切边、冲孔图；图6是本专利技术的整型、切割图；图7是本专利技术的的立体图。具体实施例方式参见附图，现以钩尾框整体尺寸设定为长度932mm、宽度200mm、 高度366mm、框板厚度28mm为例作进一步描述如下(1)采用锯床按工艺尺寸下料(φ185mm圆纲)见图2；(2)制坯锻坯是将下料的圆钢加热，然后在5吨缎锤上用型砧自由锻，锻成与予锻毛坯形状相似的初坯，初坯的好坏直接影响锻造毛坯的质量，初坯外形如图3；(3)予锻由于缎件尺寸和重量较大达150公斤需锻造力达8000吨大型摩擦压力机用予锻模锻造，成型后如图4；(4)终锻对予锻后的锻件再次加热后放入终锻模具用大型8000吨摩擦压力机锻打(一般打击三次成形)成型后如图5；终锻锻造模具的设计是一个关键的关键，要有利于金属流动，型腔能够充满，不产生折叠现象；(5)切边用大型1250吨切边机和切边模具切去锻件上飞边；(6)冲连皮孔用大型摩擦压力机和冲孔模冲去锻件中间多余材料使框体中空成形后如图6(C)；(7)整形用整形模具和专用工装，中间有固定模(校正模)，左右有模板，尾部有矫正模后顶，左右和尾部分别用一只油缸推动夹紧，完成钩尾框框体热整形如图6；(8)抛丸用专用设备去除锻件表面氧化皮以利于机械加工；(9)切割用氧炔火焰仿型切割器切割出框口并留出加工余量如图5(B)；并切割出销孔如图6(E)但由于切割的精度不高、同时存在热影响区下一步要通过机械加工达到图纸尺寸并去除热影响区；(10)机械加工采用铣、钻等工艺加工达到图纸尺寸要求并去除热影响区；(11)热处理用专门制定的热处理规范对锻件进行调质热处理，充分发挥35CrMo合金钢的综合机械性能；(12)抛丸用抛丸机，选用1-1.5mm的钢丸对钩尾框进行抛打，强化钩尾框表面提高钩尾框的疲劳强度；(13)探伤用大型专业磁粉探伤机对钩尾框表面进行探伤。用上述工艺方法制造出来的钩尾框如图7。权利要求1.一种，包括如下步骤(1)选用新材料锻造钩尾框要选用优质合金钢钢坯，新材料要和目前使用的铸钢材料强度相当或高于铸钢材料，如选用35CrMo轧制圆钢；(2)准确算料和下料准确计算料重，避免型腔充不满或打不靠；(3)制坯下料后的圆坯加热后用5T以上锻锤在型砧上锻打，使圆坯初步变形，得到接近于予锻型腔的长方形坯料；(4)予锻对制好的坯料在大型摩擦压力机上用予锻模具打击初步成形；(5)终锻再次对予锻后的锻件加热后放入终锻模具用大型摩擦压力机锻打(一般打击三次成形)，锻造模具的设计是一个关键的关键，要有利于金属流动，型腔能够充满，不产生折叠现象；(6)切边用大型切边机和切变模具切去锻件上飞边；(7)冲连皮孔用大型摩擦压力机和冲孔模冲去锻件中间多余材料使框体中空成形；(8)整形用整形胎具对锻件进行整形消除由于切边、冲孔连皮等工序产生的锻件变形；(9)抛丸用专用设备去除锻件表面氧化皮；(10)用火焰仿型切割器切割出框口并留出加工余量；(11)用火焰仿型切割器切割出销孔；(12)机械加工对通过锻造和切割达不到图纸要求的地方和切割热影响区用机械加工的办法达到或去除；(13)热处理用专门制定的热处理规范对锻件进行热处理充分发挥合金钢的综合机械性能；(14)抛丸表面强化提高钩尾框的疲劳强度；(15)探伤。全文摘要本专利技术的，一种采用新型高强度合金钢钢坯，通过制坯、锻造、整形、切割、机加、热处理、抛丸等工序，锻造和加工成的整体钩尾框比铸造钩尾框有以下突出的优点由于采用高强度的合金钢轧材其内在缺陷比铸钢件大大减少，综合机械性能提高，通过锻、压二次加工能使钩尾框材料形成全纤维组织更使零件的强度和使用寿命成倍提高。经试验证明其抗拉强度可达850N/mm文档编号B23P15/00GK101085500SQ20071002508公开日2007年12月12日 申请日期2007年7月12日 优先权日2007年7月12日专利技术者胡其江 申请人:南京中盛铁路车辆配件有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路货车钩尾框整体锻造的制备方法，包括如下步骤：　　　　（１）选用新材料：锻造钩尾框要选用优质合金钢钢坯，新材料要和目前使用的铸钢材料强度相当或高于铸钢材料，如选用３５ＣｒＭｏ轧制圆钢；　　　　（２）准确算料和下料：准确计算料重，避免型腔充不满或打不靠；　　　　（３）制坯：下料后的圆坯加热后用５Ｔ以上锻锤在型砧上锻打，使圆坯初步变形，得到接近于予锻型腔的长方形坯料；　　　　（４）予锻：对制好的坯料在大型摩擦压力机上用予锻模具打击初步成形；　　　　（５）终锻：再次对予锻后的锻件加热后放入终锻模具用大型摩擦压力机锻打（一般打击三次成形），锻造模具的设计是一个关键的关键，要有利于金属流动，型腔能够充满，不产生折叠现象；　　　　（６）切边：用大型切边机和切变模具切去锻件上飞边；　　　　（７）冲连皮孔：用大型摩擦压力机和冲孔模冲去锻件中间多余材料使框体中空成形；　　　　（８）整形：用整形胎具对锻件进行整形消除由于切边、冲孔连皮等工序产生的锻件变形；　　　　（９）抛丸：用专用设备去除锻件表面氧化皮；　　　　（１０）用火焰仿型切割器切割出框口并留出加工余量；　　　　（１１）用火焰仿型切割器切割出销孔；　　　　（１２）机械加工：对通过锻造和切割达不到图纸要求的地方和切割热影响区用机械加工的办法达到或去除；　　　　（１３）热处理：用专门制定的热处理规范对锻件进行热处理充分发挥合金钢的综合机械性能；　　　　（１４）抛丸：表面强化提高钩尾框的疲劳强度；　　　　（１５）探伤。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡其江，
申请(专利权)人：南京中盛铁路车辆配件有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]