[发明专利]铁路货车车轴成型辊锻工艺

说明书

本发明公开一种用于铁路货车车轴成型辊锻工艺，其只采用辊锻成型而不需要模锻的工艺，本发明只适用在D1600mm辊锻机及大于D1600mm辊锻机上使用，辊锻的实际咬入角的最大变形处在坯料的二分之一处，即从坯料中间中间分开。先把一端进行四道次辊锻后，再掉过头对另一端的进行四道次辊锻，掉头前的四道次辊锻和掉头后四道次辊锻用的是同一副辊锻模具的辊锻工艺；本工艺解决了方形坯料边长为300mm的尺寸大，重量重的货车车轴由于D1500mm辊锻机的装模宽度不够无法在D1500mm辊锻机上完成的辊锻工艺；避免了现有工艺产生的弯、偏轴现象，这不仅提高货车车轴的生产效率，还大大改变了辊锻件金属特性，提高了承载能力。

技术领域

一种用于铁路货车车轴成型辊锻工艺，尤其是在整个锻造过程中，不需要模锻且只采用四道次辊锻，在辊锻过程中通过在中间选取咬入口位置和掉头达到同一副模具两次运用的辊锻成型的锻造工艺。

背景技术

铁路货运行业近年来积极推进重载提速，以缓解铁路运载能力的不足。而铁路货车车轴是铁路货车车辆行走部分最重要的部件，承受着车辆的自重和载荷，在列车运行和停车时还承受冲击力和制动力，在高速和重载的状态下受力情况就更为复杂，同时出于安全上的考虑，对货车车轴有着更为严格的技术要求。因此除了在原材料和锻后热处理上充分注意保证满足其技术要求外，在成型工艺上铁路货车车轴必须经过轧制和锻造两次塑性变形过程，以达到成型至所需形状和提高其力学性能的双重目的。

目前现有的铁路货车车轴的锻造工艺主要有两种：第一种是自由锻工艺，设备通常用水压机，如业内原来的车轴锻造工艺，或下拉式快锻液压机，早期的自由锻锤锻造工艺已经很少被采用，此工艺生产效率极低，劳动强度极大，几乎被淘汰；第二种工艺是径向锻造(或称精锻)工艺，设备通常选用大型数控的径向锻造机，代表性的是径向锻造机精锻工艺。

目前现有的这两种工艺存在的缺陷：1)铁路货车车轴在锻造过程中，要求操作机钳口应始终保持与锻轴同心和随动，保证锻造的车轴不产生弯曲。原使用的操作机在锻造过程中无上下动作，因此生产中产生的弯、偏轴数量较多。2)该压力机为老式三梁四柱结构，四柱受力很难均衡。由于“水击”现象导致机体的高压管道经常扯断，同时还造成管道泄漏，需要大量补充乳化液，为了维持连续生产，有时应急用未经过乳化的自来水补充，导致液压管道严重腐蚀，并引起泄漏和补充自来水的恶性循环。3)由于原水压机对活动横梁压下量无控制手段，供应上为了保证锻轴径向尺寸不得不靠上下模具的闭合来保证锻轴径向尺寸，锻轴过程中上下模具频繁的闭合来保证锻轴径向尺寸，锻轴过程中上下模具频繁的闭合而引发的致命的问题：当模具闭合的瞬间水压机所承受的载荷为极限载荷，致使主机地脚松动，机体产生严重的晃动，这些问题已严重影响车轴的正常生产。

在专利ZL201110124547.9中曾经采用四道次掉头辊锻，但是存在缺点，(1)在掉头辊锻处由于实际咬入口最大变形处的位置没固定，易在不同道次之间错位，辊锻件在掉头处出现折叠现象，降低车轴的承载能力；(2)辊锻过程中采用圆坯料，由于火车车轴属于超长辊锻件，采用圆(料)-椭圆-圆的辊锻模式，实际变形是在第一道次和第二道次，第三道次和第四道次属于整形过程，在辊锻过程中易发生扭转出现不稳定现象，致使整个辊锻过程结束后货车车轴出现弯曲现象；(3)此发明的下料尺寸为而车轴锻件的承载部位也是由此可见承载部位在整个辊锻变形中没有发生变形，承载部位强度没有提高。(4)且只适用D1500mm的辊锻机完成，对于坯料大于的坯料且变形较大的辊锻件，四道次辊锻模具的总宽度超出D1500mm的装模宽度。