[发明专利]一种车轴型砧双层堆焊的方法

说明书

技术领域

本发明涉及火车轴的锻造工具，特别涉及一种采用堆焊法制造车轴型砧的方法。

背景技术

火车轴锻造是使用快锻机高频率的生产过程，其锻造用型砧（圆弧砧）的使用寿命问题，一直没有得到很好解决。当连续锻造时，砧子温度600℃左右，边缘局部区域高达700℃，型砧用模具钢为5CrMnMo，超过600℃的热强度较低，经不住锻造冲击，尤其在锻件开坯时变形抗力大，锻打时间长，又要受到锻件对砧子冷热反复受热的热疲劳应力，型砧受力状态十分复杂，会造成砧子变形、或产生裂纹不能继续使用；加之在砧子边缘部分还要受到锻件的偏载，凹陷现象尤为严重，锻造一到两批车轴（140根），就需焊补方能继续使用。现有技术的车轴型砧经常焊补不仅降低了锻造效率，而且修补工作费时费力，十分麻烦。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术的缺点，提供一种车轴型砧双层堆焊的方法，解决现有车轴型砧使用寿命短的技术问题。

本发明是通过下面的技术方案实现的：

一种车轴型砧双层堆焊的方法，其特征在于：所述型砧双层堆焊方法的具体步骤如下：

一、锻造砧子预处理：

①将基体材料为5CrMnMo的锻造砧子预加工，留出堆焊层空间30～40mm，

②预加工后的砧子进行退火热处理，退火后硬度为HBW≤240，

③退火后的砧子进行正火+调质热处理，调质后硬度为40～46HRC；

二、NI847过渡层堆焊：

①清理砧子表面呈金属光亮，去除干净所有裂纹，

②将预处理的砧子预热至350℃，

③预热后的砧子在石棉或玻璃棉覆盖保温状态下，分段按照纵横向交替、用NI847焊条进行过渡层堆焊，在焊接完一层后要立即锤击堆焊层，过渡层堆焊厚度不小于10mm；

三、HGH520工作面堆焊：

①清理堆焊层表面呈金属光亮，清除裂纹，

②将过渡层堆焊的砧子预热至350℃，

③预热后的砧子在石棉或玻璃棉覆盖保温状态下，分段按照纵横向交替、用HGH520焊条进行工作面堆焊，在焊接完一层后要立即锤击堆焊层，工作面堆焊层厚度不小于20mm；

四、消除焊接内应力：

①将双层堆焊后的车轴型砧送入低温炉中退火热处理，炉温最高550℃，保温10～12小时后，炉冷至常温。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1)热疲劳试验（150℃-650℃空冷）60次热循环，未见裂纹。

1）与未堆焊5CrMnMo砧子相比，寿命提高17倍。

2）减少砧子补焊次数，减轻工人劳动强度。

本发明用于制造快锻机锻造用型砧，具有砧子表面红硬性高，综合机械性能好，使用寿命长的优点。

附图说明

图1是采用本发明堆焊的车轴型砧结构示意图（主视图）；

图2是图1的侧视图；

图3是图2的A-A剖面图。

具体实施方式

一种车轴型砧双层堆焊的方法，其具体步骤如下：

一、锻造砧子预处理：

①将基体材料为5CrMnMo的锻造砧子预加工，留出堆焊层空间30～40mm，

②预加工后的砧子进行退火热处理，退火后硬度为HBW≤240，

③退火后的砧子进行正火+调质热处理，调质后硬度为40～46HRC；

二、NI847过渡层堆焊：

①清理砧子表面呈金属光亮，去除干净所有裂纹，

②将预处理的砧子预热至350℃，

③预热后的砧子在石棉或玻璃棉覆盖保温状态下，分成几个区段（最大150mm）按照纵横向交替、用NI847焊条进行过渡层堆焊，在焊接完一层后要立即锤击堆焊层（消除应力防止开裂，形变强化），焊条直径5mm，焊接电流：180～190A，过渡层堆焊厚度不小于10mm；

三、HGH520工作面堆焊：

①清理堆焊层表面呈金属光亮，去除干净所有裂纹，

②将过渡层堆焊的砧子预热至350℃，

③预热后的砧子在石棉或玻璃棉覆盖保温状态下，分成几个区段（最大150mm）按照纵横向交替，用HGH520焊条采用纯氩气气体保护焊（10～14升/分，直流电极，钨极焊条直径4mm）进行工作面堆焊，在焊接完一层后要立即锤击堆焊层（消除应力防止开裂，形变强化），工作面堆焊层厚度不小于20mm；

四、消除焊接内应力：