[发明专利]大型车轴楔横轧模具的制造方法

说明书

本发明公开了一种大型车轴楔横轧模具的制造方法，包括：下料：采用热轧模具钢板为原料进行切割下料；压弯：将钢板加热至1150℃～1250℃后压弯成弧形板；冷却：将弧形板在空气中缓慢冷却至室温；热处理：对弧形板进行调质热处理，淬火温度控制为830℃～850℃，淬火介质为油，回火温度控制为500℃～650℃，热处理后弧形板表面硬度控制为310HB～360HB；超声波探伤：对弧形板进行超声波无损探伤；三面加工：对弧形板的三个配合面进行机加工；打孔加工：在弧形板上进行定位孔的加工；拼装及外圆面加工：将多个弧形板逐片拼装在芯轴上，外圆面加工出楔形。本发明的方法采用厚板分体压弯拼装成形方式，解决了大型楔横轧模具离心铸造设备稀缺和成本居高的问题。

技术领域

本发明属于机加工技术领域，更具体地涉及一种大型车轴楔横轧模具的制造方法。

背景技术

诸如铁路车轴的大型车轴的直径通常大于1700mm，目前基本上通过铸造加工成型。为提升车轴加工效率和材料利用率，最近已开始尝试快锻加楔横轧的复合成型工艺来制造加工大型车轴。为实现这种快锻加楔横轧的复合成型工艺，大型车轴楔横轧模具的制造成为关键技术和制造难题。现有技术中提出过采用环型模具离心铸造来成形楔横轧模具，但这种离心铸造工艺适合于小型楔横轧模具的制造，用在大型车轴楔横轧模具的制造上，存在制造设备受限的问题，同时成本将大大提高。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种大型车轴楔横轧模具的制造方法，包括如下工艺步骤：

下料：采用热轧模具钢板为原料进行切割下料；

压弯：将钢板加热至1150℃～1250℃，将钢板压弯成弧形板，保压时间控制为≥20s；

冷却：将弧形板在空气中缓慢冷却至室温；

热处理：对弧形板进行调质热处理，淬火温度控制为830℃～850℃，淬火介质为油，回火温度控制为500℃～650℃，热处理后弧形板表面硬度控制为310HB～360HB；

超声波探伤：对弧形板进行超声波无损探伤；

三面加工：对弧形板的三个配合面进行机加工，所述三个配合面包括弧形板的内凹面以及两个侧端面；

打孔加工：在弧形板上进行定位孔的加工；

拼装及外圆面加工：将多个弧形板逐片拼装在芯轴上，形成组装件，然后将组装件的外圆面加工出楔形。

进一步地，在上述大型车轴楔横轧模具的制造方法中，所采用的热轧模具钢板原料的化学成分的质量百分比控制为C：0.52～0.57％、Si：0.17～0.37％、Mn：0.9～1.2％、P≤0.035％、S≤0.035％、Ni≤0.3％、Cr≤0.25％、Cu≤0.25％，气体含量控制为[H]＜2.5ppm、[O]≤25ppm。

进一步地，在上述大型车轴楔横轧模具的制造方法中，在下料步骤中，通过火焰切割或等离子切割进行切割下料，切割尺寸依据大型车轴楔横轧模具成品的设计要求确定。

进一步地，在上述大型车轴楔横轧模具的制造方法中，在压弯步骤中，采用闭模锻将钢板压弯成弧形板。

进一步地，在上述大型车轴楔横轧模具的制造方法中，在热处理步骤中，禁止吹冷或水冷。

进一步地，在上述大型车轴楔横轧模具的制造方法中，在三面加工步骤中，采用五轴及五轴以上加工中心对弧形板的三个配合面进行机加工。

进一步地，在上述大型车轴楔横轧模具的制造方法中，在拼装及外圆面加工步骤中，采用卧式车床或龙门加工中心将组装件的外圆面加工出楔形。

优选地，在上述大型车轴楔横轧模具的制造方法中：

在下料步骤中，所采用的热轧模具钢板原料的牌号为S50C，厚度选择为130mm；