鐵路車輛用車鉤鉤舌的鍛造方法

2023-04-23 22:06:21 2

專利名稱：鐵路車輛用車鉤鉤舌的鍛造方法
技術領域：
本發明涉及鐵路車輛用車鉤鉤舌的鍛造方法。
背景技術：
車鉤是用來實現機車和車輛或車輛和車輛之間的連掛，傳遞牽引力及衝擊 力，並使車輛之間保持一定距離的車輛部件。車鉤由鉤頭，鉤身、鉤尾三個部 分組成、車鉤前端粗大的部分稱為鉤頭，在鉤頭內裝有鉤舌、鉤舌銷，鎖提銷， 鉤舌推鐵和鉤鎖鐵。車鉤後部稱為鉤尾。為了實現掛鈎或摘鉤，使車輛連接或 分離，車鉤具有以下三種位置，也就是車鉤三態鎖閉位置——車鉤的鉤舌被 鉤鎖鐵擋住不能向外轉開的位置，兩個車輛連掛在一起時車鉤就處在這種位置； 開鎖位置——即鉤鎖鐵被提起，鉤舌只要受到拉力就可以向外轉開的位置，摘 鉤時，只要其中一個車鉤處在開鎖位置，就可以把兩輛連掛在一起的車分開； 全開位置——即鉤舌已經完全向外轉開的位置。因此，車鉤鉤舌是鐵路車輛上 車鉤的重要組成部分。
目前16型、17型車鉤鉤舌原為E級鋼鑄造鉤舌，隨著我國鐵路建設重載提 速的完成，鑄鋼鉤舌因鑄造工藝的固有因素，無法避免存在氣孔、縮松、夾雜、 裂紋等缺陷，而這些缺陷的存在對鐵路車輛重載高速運行構成潛在安全隱患。 並且車鉤從設計至今一百多年，形狀沒作任何改動，以前僅從材料牌號作了一些調整，但車輛運行的環境發生了根本的變化，運行速度達到120公裡，載重 普遍達到70噸， 一般貨物列車牽引力10000噸，大秦線貨物列車牽引力達20000 噸。當初的設計參數也應隨運行的環境變化而變化。目前運行的貨車情況看， 主要存在車鉤斷裂，車鉤脫鉤等問題。因此如何解決這些問題已是非常迫切的 事。

發明內容
本發明的目的在於提供一種組織細密、高強韌性、疲勞性能良好的鐵路車 輛用車鉤鉤舌的鍛造方法，解決現有鑄鋼車鉤鉤舌存在氣孔、縮松、夾雜及裂 紋、使用壽命短等缺陷。
本發明的目的通過以下技術方案來實現提供一種鐵路車輛用車鉤鉤舌的 鍛造方法，其要點是包括下列步驟
(1) 備料，得到一定長度的坯料；
(2) 加熱制坯，經下料得到的坯料加熱後在自由鍛型砧上進行自由鍛，使 坯件進行初步變形，得到形狀和尺寸近似鐵路車輛用車鉤鉤舌體的毛坯；
(3) 模鍛成型，制坯後的毛坯加熱後放入終鍛模膛內，在鍛模的作用下整 體終鍛成形狀和尺寸合乎要求的鐵路車輛用車鉤鉤舌體坯件；
(4) 切邊，用切邊機切出四周多餘的邊料；
(5) 熱處理，對鐵路車輛用車鉤鉤舌體坯件進行正火處理；
(6) 初加工，機加工去除鐵路車輛用車鉤鉤舌體鍛造餘量和拔模斜度；
(7) 熱處理，對初加工後的鐵路車輛用車鉤鉤舌體進行調質處理，即淬火 後回火，再進行油冷；(8) 拋丸，對鐵路車輛用車鉤鉤舌體進行拋丸處理，除去鐵路車輛用車鉤
鉤舌體上的氧化皮；
(9) 探傷，探測鐵路車輛用車鉤鉤舌體內部的裂紋或缺陷；
(10) 機加工，通過機加工序工出鐵路車輛用車鉤鉤舌上的弧形面、鉤舌
掛鈎和鉤舌本體上的孔以及其它需要進行機加工的地方。
步驟(1)備料所述的材料為35CrMo，投料重量72kg，原材料為①160棒 料，且下料尺寸0>160cm X456cm。該35CrMo有很高的靜力強度、衝擊韌性及 較高的疲勞極限，淬透性較40Cr高，高溫下有高的蠕變強度與持久強度，長期 工作溫度可達500°C。選擇下料尺寸①160cm X456cm，既可以達到完全充滿型 腔同時可以減少材料的浪費。
步驟(2)加熱制坯的加熱溫度不超過950 1150°C，鍛造溫度範圍850 1150。C。
步驟(3)模鍛成型的加熱溫度不超過950 115(TC。
步驟(5)熱處理即正火處理，將鐵路車輛用車鉤鉤舌體坯件加熱至Ac3或 Accm以上30 5(TC，保溫一段時間後，從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹 風冷卻。
步驟(7)熱處理，淬火溫度為830 87(TC，然後進行油冷，回火溫度500 650°C，再進行油冷。
鐵路車輛用車鉤鉤舌結構複雜，裝配要求高，產品尺寸公差最高士l，拔模 斜度不大於1.2° ，在結構上，中間孔腔可不鍛出，增加的重量對車鉤的性能影 響不大。16噸錘上鍛造，無頂杆機構，型腔深，拔模斜度加大到7° ，採用機 加去除拔模斜度，有尺寸公差的地方也進行機加。因此可鍛性好，在鍛造過程中可採用整體模鍛方式，鍛造後再進行機加工，達到所需的形狀和尺寸。
以16號鐵路車輛用車鉤鉤舌為例，本發明與鑄鋼車鉤鉤舌的力學性能比較
如下
鑄鋼車鉤鉤舌調質後的力學性能抗拉強度Rm》830Mpa，屈服強度Re^ 690Mpa，伸長率A》14呢，力學性能Z》30呢，衝擊吸收功Akv》27J;
本發明調質後的力學性能抗拉強度Rm^980Mpa，屈服強度Re^835Mpa， 伸長率A》12呢，力學性能Z》45呢，衝擊吸收功Aku2》63J。
從表面上看，本發明的生產成本要高於鑄鋼車鉤鉤舌的鍛造成本，主要產
生在下面兩個方面1、材料方面鑄鋼鉤舌重量38.5kg;鍛鋼鉤舌由於中間孔
腔不能鍛出，產品重量為49kg，鍛件重量62kg，投料重量72kg; 2、模具成本 鍛鋼鉤舌在16噸錘上鍛造，模塊尺寸920X920X470，重量2X3150kg，材料 5CrNiMo，因此需要投入模具的費用。但是從性能以及壽命上看調質後本發明 的力學性能遠遠優於鑄鋼車鉤鉤舌的力學性能，主要是因為本發明是通過鍛造 的方法鍛造，避免了鑄造中出現的氣孔、縮松、夾雜及裂紋等缺陷，因此本發 明的使用壽命長，同時也大大地降低了發生車禍的危險。
本發明制坯方便，效率高，鍛造成型容易，鍛造出的車鉤鉤舌強度好，使 用壽命長，安全可靠，適用於各種型號車鉤鉤舌的大批量生產。


圖l為本發明的工藝流程圖2為本發明步驟(2)制坯得到的坯料結構示意圖； 圖3為圖2的A-A剖視圖4為本發明用鍛造方法最終所得鐵路車輛用車鉤鉤舌的結構示意圖；圖5為圖4的A-A剖視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
詳述本發明方法的工藝步驟。 實施例1:
如圖1至圖5所示，以16號鐵路車輛用車鉤鉤舌為例，該鐵路車輛用車鉤 鉤舌可鍛性好，鍛鋼鉤舌在可靠性上毋需質疑，但直接鍛出產品不可能，如果 釆用鍛造與機加，是能夠生產出合格產品的。鐵路車輛用車鉤鉤舌重62kg，因 此必須在16t錘上或者其它大型模鍛設備上鍛造，其鍛造步驟是-
(1) 備料，得到一定長度的坯料，所採用的材料為35CrMo，投料重量72kg， 原材料為巾160棒料，且下料尺寸O160cm X456cm。
(2) 加熱制坯，經下料得到的坯件加熱後在16t錘的自由鍛型砧上進行自 由鍛，使坯件進行初步變形，得到形狀和尺寸近似鐵路車輛用車鉤鉤舌體的毛 坯，加熱溫度為110(TC，鍛造溫度範圍IOO(TC。
由於鍛造工藝學的知識及鐵路車輛用車鉤鉤舌的機構可知，坯料在進行鍛 造之前要進行初步變形，合理地分配坯料，以適應鍛件截面積和形狀的要求， 使進入能夠較好的充滿模膛。由於鐵路車輛用車鉤鉤舌結構的特殊性，即上部 小下部大，釆用自由鍛制坯後實現坯料形狀的改變，減少一部分截面積，增大 另一部分的截面積，獲得接近計算毛坯形狀和尺寸的毛坯。
(3) 模鍛成型，制坯後的毛坯加熱到溫度到110(TC後放入終鍛模膛內，在 鍛模的作用下整體終鍛成形狀和尺寸合乎要求的鐵路車輛用車鉤鉤舌體坯件。在此階段，自由鍛毛坯主要是在終鍛模膛內發生塑性流動，變形過程的變 形阻力主要是坯料自身的變形抗力和模壁的摩擦力，而摩擦力與金屬的變形抗 力相比又比較小，因而這個階段的坯料能否充滿型腔，從而鍛造出合格的產品， 模具的設計及設備打擊力和精度的選擇都很關鍵。
在此階段，毛坯加熱後放入終鍛模膛內，用16t錘將該毛坯鍛成上部呈頭狀、 中部呈頸部，下部較上部寬且在下端部設有彎曲曲面的車鉤鉤舌(如圖5所示)。
(4) 切邊，用切邊機切出四周多餘的邊料，鍛件脫模後可能會出現較大的 彎曲變形，導致無法切邊，此時只需在切邊模旁加校平塊，先校平後切邊即可 解決問題。
(5) 熱處理，對鐵路車輛用車鉤鉤舌體毛坯進行正火處理，將鐵路車輛用 車鉤鉤舌體毛坯加熱至Ac3或Accm以上30 5(TC，保溫一段時間後，從爐中取 出在空氣中或噴水、噴霧或吹風冷卻。
(6) 初加工，機加工去除鐵路車輛用車鉤鉤舌體鍛造餘量和車鉤鉤舌彎曲 部分的拔模斜度。
(7) 熱處理，對初加工後的鐵路車輛用車鉤鉤舌體進行調質處理，調質即 淬火後再回火，淬火溫度為850'C，然後進行油冷，回火溫度55CTC，再進行油 冷。如此可提高鐵路車輛用車鉤鉤舌的機械性能。
(8) 拋丸，對鐵路車輛用車鉤鉤舌體進行拋丸處理，出去鐵路車輛用車鉤 鉤舌體上的氧化皮，對鍛件表面進行強化處理，以得到良好的物理性能.提高表 面的強度和抗腐蝕性能。(9) 探傷，將鐵路車輛用車鉤鉤舌體放入探傷機進行檢測，探測鐵路車輛 用車鉤鉤舌體內部的裂紋或缺陷，該工序可檢測出鍛件產品的缺陷，有效地防 止不合格產品裝配上車輛。
(10) 機加工，將鐵路車輛用車鉤鉤舌用數控工具機或者其它加工設備進行
加工，通過機加工序工出鐵路車輛用車鉤鉤舌上的弧形面、鉤舌掛鈎和鉤舌本
體上的孔以及其它需要進行機加工的地方(如圖4和圖5所示)。
實施例2:
本發明的實施例2與實施例1相同，不同之處是步驟(1)中下料尺寸①160cm X451cm;步驟(2)中加熱溫度為1050°C，鍛造溫度範圍85(TC;步驟(3)中 加熱溫度為1050。C;步驟(5)中鐵路車輛用車鉤鉤舌體坯件熱處理即正火處理 溫度為Ac3或Accm以上3(TC;步驟(7)中鐵路車輛用車鉤鉤舌體坯件熱處理 調質處理，即淬火後回火，淬火溫度為830'C，回火溫度50(TC。
實施例3:
本發明的實施例3與實施例1相同，不同之處是步驟(1 )中下料尺寸①160cm X461cm;步驟(2)中加熱溫度為1150°C,鍛造溫度範圍1150°C;步驟(3) 中加熱溫度為115(TC;步驟(5)中鐵路車輛用車鉤鉤舌體坯件熱處理即正火處 理溫度為Ac3或Accm以上5(rC;步驟(7)中鐵路車輛用車鉤鉤舌體坯件熱處 理調質處理，即淬火後回火，淬火溫度為87(TC，回火溫度65(TC。
通過該方法鍛造出的16號鐵路車輛用車鉤鉤舌如圖4和圖5所示，其各種 性能指標完全能夠滿足鐵路車輛重載提速的使用要求，與鑄鋼車鉤鉤舌相比， 不會存在氣孔、縮松、夾雜及裂紋等鑄造工藝固有的質量缺陷，因而使用壽命 長，安全可靠。
權利要求
1、一種鐵路車輛用車鉤鉤舌的鍛造方法，其特徵在於包括下列步驟(1)備料，得到一定長度的坯料；(2)加熱制坯，經下料得到的坯料加熱後在自由鍛型砧上進行自由鍛，使坯件進行初步變形，得到形狀和尺寸近似鐵路車輛用車鉤鉤舌體的毛坯；(3)模鍛成型，制坯後的毛坯加熱後放入終鍛模膛內，在鍛模的作用下整體終鍛成形狀和尺寸合乎要求的鐵路車輛用車鉤鉤舌體坯件；(4)切邊，用切邊機切出四周多餘的邊料；(5)熱處理，對鐵路車輛用車鉤鉤舌體坯件進行正火處理；(6)初加工，機加工去除鐵路車輛用車鉤鉤舌體鍛造餘量和拔模斜度；(7)熱處理，對初加工後的鐵路車輛用車鉤鉤舌體進行調質處理，即淬火後回火，再進行油冷；(8)拋丸，對鐵路車輛用車鉤鉤舌體進行拋丸處理，除去鐵路車輛用車鉤鉤舌體上的氧化皮；(9)探傷，探測鐵路車輛用車鉤鉤舌體內部的裂紋或缺陷；(10)機加工，通過機加工序工出鐵路車輛用車鉤鉤舌上的弧形面、鉤舌掛鈎和鉤舌本體上的孔以及其它需要進行機加工的地方。
2、 根據權利要求1所述的鐵路車輛用車鉤鉤舌的鍛造方法，其特徵在於 步驟(1)備料所述的材料為35CrMo，投料重量72kg，原材料為O160棒料， 且下料尺寸①160cm X456cm。
3、 根據權利要求1所述的鐵路車輛用車鉤鉤舌的鍛造方法，其特徵在於-步驟(2)加熱制坯的加熱溫度950 115(TC，鍛造溫度範圍850 115(TC。
4、 根據權利要求1所述的鐵路車輛用車鉤鉤舌的鍛造方法，其特徵在於 步驟(3)模鍛成型的加熱溫度950 115(TC。
5、 根據權利要求1所述的鐵路車輛用車鉤鉤舌的鍛造方法，其特徵在於 步驟(5)熱處理即正火處理，將鐵路車輛用車鉤鉤舌體毛坯加熱至Ac3或Accm 以上30 50°C，保溫一段時間後，從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風冷 卻.
6、 根據權利要求1所述的鐵路車輛用車鉤鉤舌的鍛造方法，其特徵在於 步驟(7)熱處理，淬火溫度為830 870。C，然後進行油冷，回火溫度500 650 °C，再進行油冷。
全文摘要
本發明公開了一種鐵路車輛用車鉤鉤舌的鍛造方法，所述鐵路車輛用車鉤鉤舌為鍛造成型，採用備料、加熱制坯、模鍛成型、切邊、熱處理、初加工、熱處理、拋丸、探傷、機加工工序，鍛造出性能和尺寸都合乎要求的鐵路車輛用車鉤鉤舌產品。該鐵路車輛用車鉤鉤舌組織細密、高強韌性、疲勞性能良好的鐵路車輛用車鉤鉤舌的鍛造方法，解決現有鑄鋼車鉤鉤舌存在氣孔、縮松、夾雜及裂紋、使用壽命短等缺陷。
文檔編號B23P15/20GK101559555SQ20091010388
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月19日 優先權日2009年5月19日
發明者何盛勇, 鄭興東 申請人:重慶長徵重工有限責任公司