钢轨道岔跟端成形工艺及装备研究

随着铁路运输的发展,重轨应用越来越广泛,道岔钢轨跟端成形工艺对铁路运输安全具有重要影响。本文主要针对钢轨成形质量以及相关装备抗偏载问题,围绕道岔钢轨跟端成形的关键技术及装备进行研究。     

铁路道岔钢轨锻造生产线自动化方案设计

为解决道岔钢轨锻造工艺装备落后、操作人员作业环境差、生产效率低等问题，通过分析道岔钢轨的锻造成形过程及要求，研究开发了专用的双工位感应加热系统、钢轨自动上下料系统、四工位整体模具、横向自动换模机构及控制系统，建立了钢轨热锻成形自动控制生产线。经过系统联机调试，采用该生产线实现了钢轨上料、加热、送料、锻造成形以及下料的自动化生产，极大地减轻了操作人员的劳动强度，提高了生产效率和产品质量，改善了工人的工作环境。最后，通过60AT1钢轨锻造成形试验发现，单根钢轨的锻造成形时间由原来的20 min减少至9 min,每班操作员工由原来的6人减少至3人，产品质量合格且状态稳定，验证了该方案可用于铁路道岔钢轨的锻造自动化生产。     

50000kN全自动AT轨跟端成形热模锻生产线研制

介绍一种全自动AT轨跟端成形生产线。该生产线是由自动物料传输系统、自动喷淋润滑系统、数控四工位模锻液压机和多轴同步工业机器人等主要部分组成。实现高速铁路道岔热锻造生产过程的数字化、程序化。     

客运专线道岔尖轨热处理工艺与装备的优化

简述了线路钢轨感应加热、吹风加喷雾两段冷却淬火工艺和道岔AT尖轨轨头感应加热、全吹雾淬火工艺的优缺点。提升和优化了客运专线道岔60D40尖轨轨头中频感应加热、全吹风冷却的SQ工艺。诸如改进了轨头用加热感应器;设计并采用全吹风通用冷却器装置;实现了在线测温及主要工艺参数由PLC触摸屏显示、储存;采用了预弯反变形技术与装置以减少尖轨最终变形。客运专线道岔60D40尖轨热处理后形状检验与性能试验表明,特征断面的加热层形状、硬化层深度、硬度及其分布、显微组织、跟端变形段包括热影响区段表面硬度及其分布、轨头试样拉伸和轴向疲劳性能、轨底中心纵向残余应力,以及线面形位公差等各项质量技术指标,均满足TB/T 1779—1993《道岔钢轨件淬火技术条件》、铁科技[2005]135号《客运专线道岔制造验收暂行技术条件》等要求。     

高速及重载道岔在线热处理钢轨压型跟端的感应热处理

为使高速及重载道岔AT钢尖轨跟端锻造热处理后组织与性能满足最新标准和线路使用要求,采用自主研发钢轨全断面感应加热+喷风冷却生产线,对高速及重载道岔60AT2-U71MnG及60AT1-U75V在线热处理钢轨压型跟端进行了热处理工艺试验,观察了硬化层的显微组织,检测了钢轨化学成分、硬化层深度、表面硬度、断面硬度、抗拉强度、伸长率及疲劳性能。结果表明,60AT2-60 kg/m(U71MnG材质)及60AT1-60 kg/m(U75V材质)在线热处理钢轨压型跟端经热处理后,钢轨轨头中心踏面硬化层深度不小于30 mm,显微组织为索氏体,表面硬度不小于320 HBW,抗拉强度不小于1200 MPa,伸长率不小于11%,表面硬度变化范围小于30 HBW,热影响软化区小于40 mm,弯曲疲劳强度达到200万次不断,各项技术指标均满足相关要求,可满足线路使用需求。     

60AT尖轨跟端模锻成形工艺的数值模拟

介绍了目前60AT尖轨跟端的成形工艺,利用3D塑性成形软件Deform模拟了60AT尖轨一次加热模压成形全程自动化操作的新工艺。通过对比不同模具型腔下成形的工件,获得了合理模具型腔的尺寸。利用新的模具模型,再次模拟AT尖轨跟端成形过程,全面分析AT尖轨跟端模锻成形过程中金属的流动规律、应力应变分布、温度场分布,确定了AT尖轨在模压下热变形工艺。     

工艺参数对管端加厚成形影响的数值模拟研究

管端加厚工艺过程中，工艺参数的设定对产品最终成形质量具有显著影响。为了深入探究不同工艺参数对管端加厚成形过程的影响，利用三维建模技术结合Deform-3D软件，建立了油管管端加厚成形过程的有限元数值模拟模型，分析了坯料加热温度、冲头与坯料间摩擦系数、冲头进给速度以及坯料加热长度等四种工艺参数的变化对管端加厚最终成形质量和设备载荷的影响，并探究了其变化规律。结果表明，提高加热温度，降低摩擦系数，选取适中的冲头进给速度和管坯加热长度可有效提高加厚成形的最终产品质量，延长模具寿命，降低设备载荷。     

U71Mn钢钢轨轨端热处理工艺改进

对钢轨轨端采用加热空冷、加热风冷、淬火 回火3种不同的工艺进行热处理，并对处理后钢轨踏面的组织、性能进行对比分析。结果表明，钢轨轨端采用加热风冷的热处理工艺是可行的，用该工艺处理后钢轨轨端的组织、性能能够满足标准要求。     

预热式钢轨跟端整体式锻造模具的设计和应用

在铁路道岔的生产中．常需要将矮型特种断面（非对称）钢轨端部（俗称AT轨）通过热锻方式成形为标准断面钢轨，用于和线路上标准端面钢轨联接。     

AT尖轨全长热处理研究

AT尖轻全长热处理采用中频感应加热、压缩空气吹冷淬火,对60AT铌稀土微合金道岔尖轨进行轨头全长尔速淬火工艺及性能的研究。通过热模拟试验研究,确定热处理加热温度和冷却温度。尖轨前端采用非工作面预留,解决了尖轨5～10mm断面的加热温度偏低的问题,从而使整个道岔尖轨获得均匀的淬火硬度和质量,避免了道岔尖轨调直折断和异常组织现象的发生,改善了与基本轨的密贴,提高了道岔尖轨的使用性能和安全性能。     

贝氏体钢轨跟端的锻后热处理

通过性能检测和组织观察对60AT1贝氏体钢轨跟端锻后热处理工艺进行了研究。结果表明:采用全断面加热喷风冷却工艺正火处理后,钢轨质量稳定,生产效率高;表面硬度、全断面硬度、脱碳层深度、拉伸性能、冲击吸收能量及显微组织均优于原材料,满足相关行业及企业标准。     

整体式挂车支承桥主轴精确成形过程缺陷控制

阐述了某型13 t整体式挂车支承桥主轴变温挤压成形过程中加热区失稳、阶梯棱贴合间隙及轴向长度不足缺陷的产生机理,并基于正交设计和数理统计方法,采用数值模拟手段研究了初挤压模具行程、加热段温度场梯度、管坯端部起始温度和挤压速率对测试部位壁厚和轴向长度的影响规律。研究结果表明:初挤压行程和加热段的温度场梯度对成形质量的影响高度显著,端部起始温度对成形质量有显著的影响,而挤压速率对成形质量的影响不明显。采用优选的工艺参数组合进行了数值模拟和工艺试验,试验结果与数值模拟结果基本吻合,试制产品成形质量良好,验证了缺陷机理分析和数值模拟的正确性以及优化的成效,可为整体式支承桥主轴产品的无缺陷成形提供参考。     

热冲压主要工艺参数及对成形的影响

热冲压是超高强度钢板压力成形的新技术。探讨了热冲压金属板材经过加热、保温均匀奥氏体化后,在冲压成形时淬火冷却,材料组织发生相变而强化的工艺过程。重点分析了加热温度、保温时间、冷却速度、保压时间、冲压速度对热成形工艺过程和零件质量的影响,介绍了几个主要工艺参数的选择方法。这对热冲压成形技术的应用有一定的指导意义。     

硬质合金复合耐磨堆焊焊条的研制

研究了加热成形工艺参数对堆焊焊条组织和性能的影响。研究结果表明,加热温度对焊条成形质量影响很大,加热温度控制在一定温度范围时可以获得良好的成形质量;在确定加热温度后,随保温时间增长,基体组织变粗大,显微硬度降低。加热工艺参数对硬质合金ＹＴ１５性能的影响比对硬质合金ＹＧ８要小     

正火工艺对道岔钢轨件跟端压型后性能的影响

对U71Mn、U75V材质道岔钢轨件跟端压型后采用箱式正火和中频正火后的显微组织、硬度分布、拉伸性能等进行分析。结果表明,从加热及保温时间、显微组织、硬度及拉伸性能等方面看,中频正火优于箱式正火。     

基于热成形件冲孔的感应加热局部软化工艺

为降低热成形件冲孔区域的强度,提出适用于热成形件冲孔的感应加热局部退火软化工艺,并采用有限元分析和实验研究相结合的方法研究了热成形件局部退火工艺。首先研究了不同感应加热退火温度对软化区的微观组织和力学性能的影响;其次建立了"电-磁-热"多物理场耦合模型用于分析薄板环形感应加热局部软化工艺的温度场以及加热、冷却过程中的温度变化。结果表明:退火温度的提高降低了软化区的抗拉强度且不同退火温度下微观组织不同;环形退火过程中采集的成形件升温和降温曲线与有限元模拟结果一致;退火软化工艺降低了冲孔区域的硬度和冲孔力。     

汽车高强度钢板冲压件热成形技术研究

介绍了热成形技术的原理,分析了加热温度、加热时间、成形速度、冷却速度等工艺参数对热成形过程的影响,并选取汽车典型件成功进行了热成形工艺实验试制,获得了合格的成形件。检测结果表明,成形件的微观组织为理想的条状马氏体,抗拉强度达到1500MPa,完全满足生产要求。     

板材数控热渐进成形工艺研究进展

对热渐进成形加热方法及成形工艺研究进行了总结。加热方法有热传导、电阻加热、辐射加热、摩擦加热、激光加热等,根据板料的温度分布可以将加热方法分为整体加热和局部加热。加热过程中,整体加热可以得到均匀的板料温度。局部加热非加热区域处于相对低温可保持较好刚性以提高整体零件精度。随温度的提高和层间距的减小,板料成形极限和零件几何精度提高;成形工具直径在不同加热方法中对成形极限影响程度不同;随着进给速度增加,成形极限先降低后升高;降低进给速度有利于提高几何精度;零件几何形状和成形方法对几何精度有很大影响。用于热渐进成形的润滑方式包括单一粉末润滑剂、混合润滑剂、板料表面处理+润滑粉末等,其中板料表面处理+润滑粉末可以起到持续润滑作用,效果良好。模拟仿真中的难点可以通过等效加热源的方法解决,使仿真与真实的热效果相同。     

7075铝合金半固态触变挤压件的显微组织和力学性能（英文）

通过触变挤压工艺对热挤压态7075铝合金深腔圆筒形零件进行成形，分析等温温度和保温时间对成形件显微组织和力学性能的影响。通过正交试验优化T6热处理工艺参数，研究T6热处理对成形件显微组织和力学性能的影响。结果表明，通过触变挤压可以成功成形表面光滑的深腔圆筒形零件，成形温度和加热时间对成形件的金相组织有显著影响。T6热处理可以大大提高深腔圆筒形零件的力学性能，最优的T6热处理工艺参数为：465℃固溶16 h,150℃时效16 h。当半固态坯料在600℃加热10 min后，成形的深腔圆筒形零件具有最佳的综合力学性能，其极限抗拉强度为573.57 MPa，伸长率为13.44%，显微硬度为HV 187.12。     

热成形钢的脱碳影响因素分析

采用Gleeble-3500热力模拟试验机模拟热成形工艺过程,分析了不同加热温度(890~950 ℃)、保温时间(240~1000 s)、化学成分(T1500HS和CR1300/2000HS钢两种不同材料)及不同表面涂油(有油和无油)对冷轧热成形钢表面脱碳的影响。结果表明,在正常加热温度(910~950 ℃)、保温时间(240~480 s)和炉内有良好保护气氛条件下,冷轧热成形钢热成形后脱碳较少;随着加热温度升高、保温时间延长、C含量增加、涂油量增多,冷轧热成形钢热成形后脱碳层深度增加;当脱碳层深度不大时(≤20 μm),脱碳层对热成形后材料拉伸性能影响很小;脱碳层对热成形后材料硬度有较大影响,脱碳层深度增大,硬度减小。