一种火车轮铸锻复合成形的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于火车轮成形加工领域，具体涉及一种火车轮铸锻复合成形的方法。
【背景技术】
[0002]现有火车车轮主要是分为铸钢车轮和辗钢车轮。铸钢车轮用材料的碳含量较高，且铸钢车轮生产工艺为熔炼一石墨铸型一热处理一机加工；该工艺简单，尺寸精度高，降低能耗，但是生产出的车轮塑性低，韧性差，不能满足铁路对高速车轮和重载车轮的要求，辗钢车轮所用材料降低了碳含量，并进行含钒合金化处理，其生产工艺为冶炼一连铸圆坯一加热一镦粗一预成形一冲孔一轧制一压弯，该方法生产出的火车车轮组织致密，综合机械性能好，上述火车车轮生产工艺生产的火车车轮虽然能够满足铁路对高速车轮和重载车轮的技术要求，但该方法存在工序多，设备投入大，生产成本高，材料浪费和能源消耗严重的缺点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是解决现有辗钢火车轮生产方法存在的工序多、设备投入大、生产成本高、材料浪费和能源消耗严重的技术问题，提供一种火车轮铸锻复合成形的方法。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
[0005]一种火车轮铸锻复合成形的方法，其中:它包括合金冶炼、铸造火车轮铸坯、加热、辗轧和压弯步骤，具体步骤如下:
[0006]I)合金冶炼:采用60tUHP电弧炉对金属原料加热至1655?1685°C进行冶炼，冶炼形成钢水后停止加热，；
[0007]2)铸造火车轮铸坯:待钢水温度降至1540?1560°C时，将钢水浇入金属模内，给金属模模壁内注入冷却水，使其快速冷却至室温后获得火车轮铸坯；
[0008]3)加热:将获得的火车轮铸坯用环形加热炉加热至辗轧初始温度1050?1080°C ；
[0009]4)辗轧:将加热后的火车轮铸坯放置在七辊卧式轧机上进行辗轧，主辊进给量为0.5?3.0mm/s，压力为300?900KN，使轮辋径向到达热锻件直径，轮辋、轮缘和踏面成形；
[0010]5)压弯:辗轧完成后，待温度降至980?1000°C时，利用40丽三梁四柱双动拉伸压弯机对火车轮辐板进行热压弯成形，压力为20?30MN，压模速度为55?60mm/s。
[0011]所述金属原料为中高碳微合金钢，其各元素的重量百分比是:C:0.42%?0.64%, Mn:0.75%?0.80%, Cr:0.16%?0.3%, Si:0.4%?0.46%, Cu:0.09%, Mo:0.02%?0.08%、V:0.02%?0.06%、N1:0.05%、P:彡 0.02%、S:彡 0.02%，其余为 Fe。
[0012]由于本发明采用了上述技术方案，解决了现有辗钢车轮生产方法存在的工序多，设备投入大，生产成本高，材料浪费和能源消耗严重的技术问题，与【背景技术】相比，本发明具有工艺流程短，工序简单，设备投资小，原材料利用率高，节约能源的优点，且本发明生产的火车车轮的韧性和抗裂损性能大大提高。
【具体实施方式】
[0013]下面结合实施例对本发明做详细的说明:
[0014]实施例1:
[0015]一种火车轮铸锻复合成形的方法，其中:它包括合金冶炼、铸造火车轮铸坯、加热、辗轧和压弯步骤，具体步骤如下:
[0016]I)合金冶炼:采用60tUHP电弧炉对金属原料加热至1655°C进行冶炼，冶炼形成钢水后停止加热，钢水随炉冷却；
[0017]2)铸造火车轮铸坯:待钢水温度降至1540°C时，将钢水浇入金属模内，给金属模模壁内注入冷却水，使其快速冷却至室温后获得火车轮铸坯；
[0018]3)加热:将获得的火车轮铸坯用环形加热炉加热至辗轧初始温度1050°C ；
[0019]4)辗轧:将加热后的火车轮铸坯放置在七辊卧式轧机上进行辗轧，主辊进给量为0.5mm/s，压力为300KN，使轮辋径向到达热锻件直径，轮辋、轮缘和踏面成形；
[0020]5)压弯:辗轧完成后，待温度降至980°C时，利用40MN三梁四柱双动拉伸压弯机对火车轮辐板进行热压弯成形，压力为20MN，压模速度为55mm/s。
[0021]上述实施例中的金属原料为中高碳微合金钢，所述中高碳微合金钢中各元素的重量百分比是:c:0.42%?0.64%, Mn:0.75%?0.80%, Cr:0.16%?0.3%, Si:0.4%?
0.46%, Cu:0.09%, Mo:0.02%?0.08%、V:0.02%?0.06%、N1:0.05%、P:彡 0.02%、S 0.02%，其余为 Fe。
[0022]实施例2:
[0023]一种火车轮铸锻复合成形的方法，其中:它包括合金冶炼、铸造火车轮铸坯、加热、辗轧和压弯步骤，具体步骤如下:
[0024]I)合金冶炼:采用60tUHP电弧炉对金属原料加热至1685°C进行冶炼，冶炼形成钢水后停止加热，钢水随炉冷却；
[0025]2)铸造火车轮铸坯:待钢水温度降至1560°C时，将钢水浇入金属模内，给金属模模壁内注入冷却水，使其快速冷却至室温后获得火车轮铸坯；
[0026]3)加热:将获得的火车轮铸坯用环形加热炉加热至辗轧初始温度1080°C ；
[0027]4)辗轧:将加热后的火车轮铸坯放置在七辊卧式轧机上进行辗轧，主辊进给量为3.0mm/s，压力为900KN，使轮辋径向到达热锻件直径，轮辋、轮缘和踏面成形；
[0028]5)压弯:辗轧完成后，待温度降至1000°C时，利用40丽三梁四柱双动拉伸压弯机对火车轮辐板进行热压弯成形，压力为30MN，压模速度为60mm/s。
[0029]本实施例中的金属原料与实施例1中的相同。
[0030]实施例3:
[0031]一种火车轮铸锻复合成形的方法，其特征在于:它包括合金冶炼、铸造火车轮铸坯、加热、辗轧和压弯步骤，具体步骤如下:
[0032]I)合金冶炼:采用60tUHP电弧炉对金属原料加热至1660°C进行冶炼，冶炼形成钢水后停止加热，钢水随炉冷却；
[0033]2)铸造火车轮铸坯:待钢水温度降至1550°C时，将钢水浇入金属模内，给金属模模壁内注入冷却水，使其快速冷却至室温后获得火车轮铸坯；
[0034]3)加热:将获得的火车轮铸坯用环形加热炉加热至辗轧初始温度1065°C ；
[0035]4)辗轧:将加热后的火车轮铸坯放置在七辊卧式轧机上进行辗轧，主辊进给量为
1.75mm/s，压力为600KN，使轮辋径向到达热锻件直径，轮辋、轮缘和踏面成形；
[0036]5)压弯:辗轧完成后，待温度降至990°C时，利用40MN三梁四柱双动拉伸压弯机对火车轮辐板进行热压弯成形，压力为25MN，压模速度为57mm/s。
[0037]本实施例中的金属原料与实施例1中的相同。
[0038]本发明不限于上述具体的实施方式，只要是使用中高碳微合金钢经过合金冶炼、铸造火车轮铸坯、加热、辗轧和压弯步骤制造火车轮的发明都落入本发明的保护范围，上述合金冶炼是将金属原料加热至1655?1685°C进行冶炼，冶炼形成钢水后随炉冷却；铸造火车轮铸坯是待钢水温度降至1540?1560°C时，将钢水浇入金属模内，冷却后获得火车轮铸坯；加热是将获得的火车轮铸坯加热至辗轧初始温度1050?1080°C;辗轧是将加热后的火车轮铸坯放置在轧机上进行辗轧，主辊进给量为0.5?3.0mm/s,压力为300?900KN，使轮辋径向到达热锻件直径，轮辋、轮缘和踏面成形；压弯是将辗轧完成后，温度降至980?1000°C时，利用压弯机对火车轮辐板进行热压弯成形，压力为20?30MN，压模速度为55?60mm/s。
【主权项】
1.一种火车轮铸锻复合成形的方法，其特征在于:它包括合金冶炼、铸造火车轮铸坯、加热、辗轧和压弯步骤，具体步骤如下: 1)合金冶炼:采用60tUHP电弧炉对金属原料加热至1655?1685°C进行冶炼，冶炼形成钢水后停止加热； 2)铸造火车轮铸坯:待钢水温度降至1540?1560°C时，将钢水浇入金属模内，给金属模模壁内注入冷却水，使其快速冷却至室温后获得火车轮铸坯； 3)加热:将获得的火车轮铸坯用环形加热炉加热至辗轧初始温度1050?1080°C； 4)辗轧:将加热后的火车轮铸坯放置在七辊卧式轧机上进行辗轧，主辊进给量为0.5?3.0mm/s，压力为300?900KN，使轮辋径向到达热锻件直径，轮辋、轮缘和踏面成形； 5)压弯:辗轧完成后，待温度降至980?1000°C时，利用40MN三梁四柱双动拉伸压弯机对火车轮福板进行热压弯成形，压力为20?30MN，压模速度为55?60mm/s。
2.根据权利要求1所述的火车轮铸锻复合成形的方法，其特征在于:所述金属原料为中高碳微合金钢，其各元素的重量百分比是:C:0.42 %?0.64 %、Mn:0.75 %?0.80 %、Cr:0.16%?0.3%, S1:0.4%?0.46%, Cu:0.09%, Mo:0.02%?0.08%, V:0.02%?.0.06%, Ni:0.05%, P 0.02%, S 0.02%，其余为 Fe。
【专利摘要】一种火车轮铸锻复合成形的方法，本发明的目的是解决现有辗钢火车轮生产方法存在的工序多、设备投入大、生产成本高、材料浪费和能源消耗严重的技术问题，本发明包括如下步骤：合金冶炼是将金属原料加热至1655～1685℃进行冶炼，冶炼形成钢水后随炉冷却；铸造火车轮铸坯是待钢水温度降至1540～1560℃时，将钢水浇入金属模内，冷却后获得火车轮铸坯；加热是将获得的火车轮铸坯；辗轧是将加热后的火车轮铸坯放置在轧机上进行辗轧，主辊进给量为0.5～3.0mm/s，压力为300～900KN，使轮辋径向到达热锻件直径，轮辋、轮缘和踏面成形；压弯是将辗轧完成后，温度降至980～1000℃时，利用压弯机对火车轮辐板进行热压弯成形，本发明具有工艺流程短，工序简单，设备投资小，原材料利用率高，节约能源的优点。
【IPC分类】B23P15-00
【公开号】CN104625636
【申请号】CN201410837175
【发明人】李永堂, 秦芳诚, 付建华
【申请人】太原科技大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月30日