[发明专利]心轨毛坯辊模锻成型工艺

说明书

本发明涉及心轨生产工艺技术领域，尤其涉及心轨毛坯辊模锻成型工艺，其包括辊锻、分段式模锻和切边三步；所述辊锻将加热至预定温度的钢段，经过1‑4道辊锻模轧制，进行金属预分配，获得预制坯；所述分段式模锻将预制坯在开式分段模上，先锻造左侧区段，再锻造右侧区段，且所锻造的左侧区段和右侧区段均大于预制坯的一半长度，即得心轨；所述切边将锻造成型的心轨在模具上切除飞边。本发明一次加热型钢段，经过辊锻和分段式模锻复合工艺，可快速获得精确度很高的一体式心轨锻件，因为采用分段式模锻，大大降低了模锻对设备的吨位要求，成型后的心轨相对于成品相同，只是在尺寸上留有很少的机械加工余量，大大提高了材料利用率。

技术领域

本发明涉及心轨生产工艺技术领域，特别是涉及心轨毛坯辊模锻成型工艺。

背景技术

长径比大的杆类工件，尤其是沿长度方向，截面形状和面积发生变化的复杂工件，在实际应用中，往往工况恶劣；比如用于铁道列车变轨的重要构件心轨(如图1所示的中间工件)，其在列车变轨时，不仅承受重压，还承受变轨时的迎面冲击力和侧向推力，且这些力量沿心轨的长度方向连续变化，造成心轨需要承受压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。

心轨的长度通常大于2米，因为结构复杂，锻造此类工件难度很大，废品率偏高，一直以来采用铸造、自由锻开坯后机械加工、或分开锻造后焊接为一体的方法制造。这几种制造方法都存在着难以避免的缺陷，如铸造，即使后续热处理，也难以提高强度；自由锻开坯后机械加工，工艺复杂，机械加工时需要大量的型砧，材料损耗严重，耗时长，且机械加工切开了开坯自由锻在金属中的流线，成品难以适应高强度、各方向的交变载荷；分开锻造后焊接，难以把控精度，后续处理复杂，且一样在焊接部位存在病灶。

随着国家对重载铁路的要求越来越高，上面几种方法制造的心轨，强度和使用寿命均难以满足要求，促使人们把目光转回到一体式锻造上来。众所周知，锻造心轨此类长径比大、且结构复杂的变截面杆件，存在以下问题：一、锻件尺寸大，沿轴向各截面的变化复杂，需要较大的成型吨位完成局部和整体的金属分配；二、变截面长杆类工件在模具中容易区段性悬空，且各区段的质量分布差别大，成型方式也可能完全不同，锻造时，金属流向和分配难以控制，工件容易被打弯，甚至发生错移，严重时锻压吨位产生的侧推力甚至会折断模具。

综上所述，研究开发一种成型难度低、加工精度高、效率高且适应性强的心轨锻造工艺，对心轨和此类工件具有重要的实际价值和应用前景。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供心轨毛坯辊模锻成型工艺，其采用多道辊锻开坯分配金属，然后分段式模锻的复合工艺，获得高质量的一体式心轨锻件，成品精度高，生产效率高，且对设备的要求也不高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：心轨毛坯辊模锻成型工艺，包括辊锻、分段式模锻和切边三步；所述辊锻将加热至预定温度的钢段，经过1-4道辊锻模轧制，进行金属预分配，获得预制坯；所述分段式模锻将预制坯在开式分段模上，先锻造左侧区段，再锻造右侧区段，且所锻造的左侧区段和右侧区段均大于预制坯的一半长度，即得心轨；所述切边将锻造成型的心轨在模具上切除飞边。

进一步的，所述辊锻是将圆钢段采用中频炉加热至1150℃以上，然后夹持住一端，依次送入三道所述辊锻模轧制，使圆钢段金属沿轴向分配，获得的预制坯为多个同轴矩形柱的轴向叠加结构，且相邻矩形柱之间由锥面光滑过渡。

进一步的，预制坯的截面为四角倒圆且上下两边中间向外形成弧形凸起的矩形。

进一步的，所述辊锻模对应的圆心角≤250°。