[发明专利]一种辙叉整体锻造方法

说明书

本发明提供一种辙叉整体锻造方法，该方法包括：对轧制棒材进行自由锻开坯，将坯料在轴向进行预分配；对开坯后的坯料进行预锻获得预制坯，预锻采用模锻；对预制坯进行终锻获得锻件，终锻采用模锻。本发明提供的一种辙叉整体锻造方法，通过将整个锻造过程分为三个阶段，先采用自由锻开坯，使坯料质量在轴向方向上进行合理分配，然后模锻预锻初步成形，最后模锻终锻获得各部分充形饱满、符合要求的锻件，可顺利完成辙叉等长轴类变截面锻件的整体锻造，同时分步骤进行，每步均可减少设备吨位要求，每个步骤均比较容易实现，可减少整体锻造的难度，且锻造的三个阶段循序渐进，可使最终获得的锻件充形饱满，精度更高，满足高标准的要求。

技术领域

本发明涉及锻造技术领域，更具体地，涉及一种辙叉整体锻造方法。

背景技术

对于铁路上使用的辙叉部件来说，其长度可达6米，同时延轴线方向截面形状变化复杂，目前一般是采用铸造工艺大批量生产。但随着对重载铁路线路质量要求的不断提高，铸造辙叉的性能已不能完全满足要求，需要采用锻造工艺提升性能。对于部分锻造方法如锻造叉心栓接或焊接，实现难度较低，但容易在连接处引入病害。从提升辙叉寿命及整体线路质量出发，整体锻造工艺更为合适。

而此类锻件作为典型的超长变截面长轴类锻件，锻造工艺的实现过程难度很大：由于锻件本身的几何形状，分模面选取受限，投影面积大，带来最终的成形吨位很高；由于锻件沿轴向截面形式多，质量分布差别很大，端部和中部的成形方式完全不同；锻件中还存在小翼、筋等薄壁难成形特征。

如果采用自由锻及机加工工艺线路，如果型砧长度不足600毫米，则至少需要十组以上下砧，大大延长的加工时间的同时也增加了加热次数，同时由于无法实现精确成形，需要增加敷料和额外的加工余量，材料利用率将低于50％，下料至少在3吨。对于心轨(叉心)位置附近的大量敷料最终都需后续机加工去除，而后续机加工会切断自由锻形成的金属流线因而降低了锻件的整体性能，而此部分承受车轮的剧烈冲击，对性能要求很高，机加工切削量过大很可能使最终辙叉锻件不符合要求。另外辙叉对于轴向精度较为敏感，在自由锻工艺中轴向的拔长量很难控制，工艺稳定性不高，最终会导致较高的废品率。

如采用模锻成形该型号辙叉则会引入如下问题：终成形吨位极大，合模力在10万吨左右，同时由于其本身外形特征，分模面选取受限，导致单一模膛内充形高度很大，在翼轨叉跟端根部(即锻件两端)、翼轨外缘小翼、耳板肋板等位置充形困难。

现有辙叉等变截面长轴类锻件整体锻造时，存在锻造困难、成形吨位较大以及局部充形困难的问题。

发明内容

本发明提供一种克服现有辙叉等变截面长轴类锻件整体锻造时，存在锻造困难、成形吨位较大以及局部充形困难的问题或者至少部分地解决上述问题的一种辙叉整体锻造方法。

根据本发明，提供一种辙叉整体锻造方法，该方法包括：对轧制棒材进行自由锻开坯，将坯料在轴向进行预分配；对开坯后的坯料进行预锻获得预制坯，所述预锻采用模锻；对所述预制坯进行终锻获得锻件，所述终锻采用模锻。

在上述方案的基础上，所述对轧制棒材进行自由锻开坯时，预先压出压肩用于标记所需的不同截面的位置。

在上述方案的基础上，所述预先压出压肩将所述轧制棒材沿轴向分为了位于两端的端部和位于中间的中段。

在上述方案的基础上，所述对轧制棒材进行自由锻开坯时，下砧采用异形型砧，所述异形型砧用于在所述轧制棒材上形成定位用预压槽。

在上述方案的基础上，在所述轧制棒材两个端部的预压槽位于所述轧制棒材的下表面，在所述轧制棒材中段的预压槽位于所述轧制棒材的上表面，所述预压槽位于所述轧制棒材的截面的中心部位，所述预压槽为V型凹槽。

在上述方案的基础上，在所述预锻的模膛内表面设置与所述轧制棒材上的预压槽相配合的斜面，所述预锻过程中通过斜面与所述预压槽的配合对开坯后的坯料进行定位。