Способ изготовления штампокатанных изделий типа колес

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3761521/25-27 (22) 26.06.84 (46) 30.05.86. Бюл. № 20 (71) Институт черной металлургии (72) В. М. Кузьмичев, М. С. Валетов, Н. Г. Мирошниченко, М. И. Староселецкий, В. Н. Стальнокрицкий и В. Н. Крашевич (53) 621.735.04 (088.8) (56) Шифрин М. Б., Соломович М. Я. Производство цельнокатаных колес и бандажей.

М.: Металлургиздат, 954.

Авторское свидетельство СССР № 524589, кл. В 21 Н 1/04, 10.03.85.

„„SU„„1234019 А I (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ШТАМПОКАТАНЫХ ИЗДЕЛИЙ ТИПА КОЛЕС, по которому осуществляют осадку заготовки, формовку ступицы и диска, последующую прокатку и калибровку обода и пробивку отверстия в ступице, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления колес и повышения их качества, по окончании формовки осуществляют выдержку заготовки в течение 1 — 3 с, после чего ведут доформовку заготовки, а в процессе прокатки осуществляют деформацию боковой и наружной поверхностей обода.

1234019

Время выдержки, с

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению изделий типа железнодорожных колес.

Цель изобретения — упрощение технологии изготовления колес и повышение их качества.

Сущность изобретения заключается в том, что при формовке изделий типа железнодорожных колес используется эффект динамической рекристаллизации стали в процессе ее горячего деформирования. 1О

В результате пластической деформации стали ее свойства, характеризующие сопротивление деформации (предел прочности, предел текучести, твердость), повышаются, а способность к пластической деформации снижается. Это явление называется наклепом или нагартовкой. При наклепе твердость и предел прочности могут повышаться в 1,5 — 3 раза, а предел текучести — в некоторых случаях в 4 —.5 раз.

Наклеп явно выражен только при холодной деформации, так как с повышением температуры происходит рекристаллизация— диффузионные процессы образования и роста новых зерен в металле, т. е. зерен, свободных от наклепа. В процессе рекристаллизации металл полностью восстанавливает свои свойства, поэтому в металле, деформированном в горячем состоянии, после охлаждения нет следов наклепа. В процессе охлаждения от температуры деформирования рекристаллизация заканчивается задолго до полного охлаждения детали. зо

Кроме того, при горячей деформации металла имеет место процесс динамической рекристаллизации, т. е. рекристаллизации, проходящей в процессе самой пластической деформации. При этом, если деформировать З5 металл достаточно медленно, наклеп не препятствует течению процесса, так как полностью снимается (т.е. не образовывается), и пластичность и деформируемость металла в горячем состоянии оказываются значительно выше. Однако замедленная деформация 4р

Толщина диска у обода,мм 30

Из таблицы следует, что при отсутствии выдержки толщина диска выше оговоренной техническими условиями величины

27" мм, г. е. усилия, развиваемого прессом, недостаточно для формовки диска.

При выдержке 1 с толщина диска находится в пределах допуска.

В дальнейшем рекристаллизация продолжается, металла разупрочняется, но одновременно снижается производительность пресса и всей прессопрокатной линии (сниведет к охлаждению детали и снижению производительности агрегата.

В процессе формовки диска железнодорожного колеса по достижении прессом максимального усилия формовку не заканчивают, а осуществляют под нагрузкой выдержку в течение 1 — 3 с для завершения процесса динамической кристаллизации, доформовывают диск колеса под тем же усилием, а затем прокатывают на колесопрокатном стане обод по боковым и наружной поверхностям. Формуют ступицу и прошивают центральное отверстие.

Пример. Способ применяли при производстве центров и 910 мм для тепловозных колес.

Заготовку массой 380 кг нагревали в кольцевой печи до 1260 С и подавали на стол пресса усилием 20 МН, где осуществляли предварительную осадку заготовки для удаления окалины с ее боковых поверхностей. Затем на прессе усилием 50 МН производили окончательную осадку заготовки в калибровочном кольце и разгонку ее центральной зоны пуансоном.

На прессе усилием 100 МН формовали полномерную дисковую часть центра, т. е. наружный диаметр полотна формовочного штампа соответствовал внутреннему диаметру обода готового центра в горячем состоянии (866 мм).

Усилия, развиваемого прессом, недостаточно для формовки полномерного диска нужной толщины (35-z мм у ступицы и

27 мм у обода), поэтому по достижении прессом максимального усилия (100 МН по манометру на пульте управления прессом) делали паузу 2 с (не снимая нагрузки) . По истечении этого времени производили деформовку диска тем же усилием. Контролировали процесс по указателю толщины диска, имеюгцемуся на прессе.

Для установления времени, необходимого для завершения рекристаллизации, проводили эксперименты, результаты которых отражены в таблице.

1 2 3 4

28 26 24 22 жение производительности линии при увеличении цикла производства с 45 до 48 с составляет 6,7%, до 49 с — 8,9%).

Дальнейшее уменьшение толщины диска нецелесообразно, поэтому оптимальной длительностью выдержки считают 2 с, а необходимым для компенсации возможного разброса температуры и свойств металла, а также для учета особенностей конструкции колеса диапазоном времени выдержки заготовки принимают 1 — 3 с.

1234019

Составитель И. Ментягова

Редактор А. Ога р Техред И. Верес Корректор Л. Ференц

3aказ 2679/! 0 Тираж 655 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В ходе формовки получен полномерный диск колеса, сформирована внутренняя поверхность обода. Заготовку подали на колесопрокатный стан, где выкатали боковые и наружную поверхности обода центра.

После прокатки осущесгвляли форчонкi ступицы на двухходовом прессе и пр иппн ку центрального отверстия на отдельно 1 противном прессе.