[发明专利]一种火车车轮预成形方法

摘要

本发明提供一种火车车轮预成形方法。该方法在初锻时使用定径环限制轮辋部位金属径向自由流动，强迫轮辋部位的金属沿定径环侧面与上模侧表面、下模侧表面构成的空腔向上、下流动，增加轮辋部位的高度；在终锻过程中，轮辋部位金属在高度方向上大压缩变形，强迫金属充满轮辋模腔。该发明通过初锻时的定径环对轮辋部位的高度方向上的拉长和终锻时在高度方向上的大压缩，提高轮辋部位的金属累积变形量及变形均匀性，从而细化轮辋部位晶粒组织并提高晶粒尺寸的均匀性，提高轮辋的力学性能；由于初锻中定径环的作用，有效抑制由于坯料温度不均或摩擦系数不均等因素造成的偏心；由于终锻中轮辋在高度方向上的大压缩，使得轮辋金属填充型腔质量提高。

主权项

一种火车车轮预成形方法，其特征在于该方法具体步骤如下：(1)初锻：初锻模具由三部分构成：初锻模具上模(2)、初锻模具下模(3)和定径环(1)，所述定径环(1)放置在初锻模具下模(3)的台面(8)上并卡在初锻模具下模(3)的侧面(9)处，将加热后的圆坯放置到初锻模具下模(3)上，对准中心，初锻模具上模(2)下压，初锻时圆坯金属在上下模的压缩下径向流动，当金属流至所述定径环(1)的侧面(4)时受阻，沿定径环(1)的侧面(4)和初锻模具上模(2)的侧面(5)及初锻模具下模(3)的侧面(6)构成的孔腔向上、向下流动，形成轮辋(7)，完成初锻；初锻过程中所述初锻模具上模直径D上和初锻模具下模直径D下相等，并比预成形坯轮辋内径D内略小，保证终锻开始时初锻坯的轮辋下缘能够卡到终锻模具下模(11)的凸台(13)的外侧；所述定径环(1)的内径大小根据预成形坯轮辋内径及终锻时轮辋部位的压缩比确定，定径环(1)的侧面(4)的θ角度范围为75°～90°，定径环(1)的高度H要保证初锻时轮辋金属不能超出定径环高度，定径环高度H和初锻轮辋高度h关系为H＝(1.5～2)h；(2)终锻：将步骤(1)得到的初锻坯(10)移至终锻模具上，初锻坯(10)轮辋下缘内侧面卡在终锻模具下模(11)的凸台(13)的外侧，并与终锻模具下模(11)的平台(14)接触，放置稳定，对中方便，然后将终锻模具上模(12)下压，使圆坯金属充满轮毂和轮辋型腔，完成终锻。