[发明专利]一种空心火车车轴辊锻成型的方法

说明书

本发明公开一种空心火车车轴辊锻成型的方法，其采用空心圆棒料辊锻成型而不需要模锻的工艺，本工艺经过四道次辊锻，空心圆棒料的空心采用圆孔型，经过四道次辊锻后再对空心火车车轴进行热处理。本发明的优点空心车轴热处理透彻，其辊锻件热处理性能远远高于实心辊锻件的热处理性能，这种工艺既能保证空心火车车轴良好的金属流线，组织均匀，金属性能良好，使火车车轴承载能力增强，并能减轻车轴本身的重量等优点。

技术领域

一种用于锻造领域空心火车车轴辊锻成型的方法，尤其是在整个锻造过程中，用空心圆棒料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，在满足上述力学性能的情况下，提速、轻载是目前亟待解决的问题。而空心火车车轴辊锻成型方法虽能解决轻载问题，但主要原因是辊锻模具的设计没有可参考的依据，传统的辊锻模具设计方法不适用于空心棒料的辊锻模具设计，在空心棒料辊锻过程中前滑值随空心圆孔型直径大小而变化，延伸系数的选取有待研究，辊锻模具型腔的形状设计需要对空心圆孔型的变形产生影响。基于以上原因，目前没有适合辊锻空心圆棒料的辊锻模具设计方法，这正是本技术领域的工作人员正在探讨的问题。

目前现有的铁路货车车轴的锻造工艺主要以实心锻造工艺为主，这些工艺工艺都无法减轻车身本身的重量。而空心火车车轴的制造工艺目前只有三种方法：其一是锻造方法做出车轴外形后，再切削方法掏出内空；其二是无缝钢管在精锻机上打出外形；其三是空心火车车轴楔横轧工艺；第一种空心火车车轴制造工艺虽然能辊锻成型，改变金属组织，提高力学性能，但是辊锻后再切削掏出内空工艺复杂，操作难度高，现实工作中实现困难；而第二、第三种方法虽然操作程度比较高，但不能提供良好的金属流线，提高力学组织性能。而空心圆棒料辊锻火车车轴工艺能解决上述三种工艺缺陷。

由于铁路货车车轴本身的重量很重而且长度又特别长、承载部位要求承载能力强等特点，对于空心火车车轴辊锻成型的方法目前还未见文件资料记载。

本发明的优点既能改变承载部位的结构和组织性能，使金属成型过程中金属流线良好，使车轴承载能力增强，又能满足减轻车辆自身重量等优点。

发明内容

本发明涉及一种空心火车车轴辊锻成型的方法，其中在整个辊锻过程中采用空心圆棒料辊锻，经过四道次辊锻成型，空心圆棒料空心采用圆孔型；圆棒料直径D2与空心圆孔型直径D1满足关系D2≥2D1，且D2≥240mm；空心圆孔型直径D1与辊锻后的空心圆孔型直径D0满足关系D1＝D0+20mm，圆棒料直径D2大于车轴凸台直径D3。

附图说明

图1是空心火车车轴辊锻模具安装主视图示意图；

图2是空心火车车轴辊锻模具安装左视图示意图；

图3是空心火车车轴辊锻圆棒料图；

图4是空心火车轴辊锻件图

具体实施方式

图1是空心火车车轴辊锻模具安装主视图示意图，其中标号11为辊锻机上轧辊，标号11为辊锻机下轧辊，标号1为空心火车轴第一道辊锻模，标号2为空心火车轴第二道辊锻模，标号3为空心火车轴第三道辊锻模，标号4为空心火车轴第四道辊锻模。图2为空心火车车轴辊锻模具安装左视图示意图。图3为空心火车车轴辊锻圆棒料图，D2为圆棒料直径，D1为空心圆棒料圆孔型直径。图4为空心火车轴辊锻件图，其中D0为辊锻后空心圆孔型直径，D0的尺寸小于D1的尺寸，D3为车轴凸台22的直径，且小于圆棒料直径D2，D4为车轴中间梁的直径，且小于D3直径。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡以本发明权利要求所做的改变，都应属于本发明所涵盖的范围。