Совершенствование технологии производства железнодорожных колес

 

Одним из главных элементов колесной пары для железнодорожного транспорта,  является железнодорожное колесо, которое работает в сложных эксплуатационных условиях. Поэтому к технологии его изготовления предъявляются существенные требования.

Совершенствование технологии производства осуществляется по следующим направлениям:

Подбором оптимального химического состава стали. Наиболее рациональным значением содержания углерода в стали считается диапазон в 0,65-0,70% С, что обеспечивает оптимальное содержание карбидной фазы в стали и приемлемое соотношение прочностных и пластических характеристик. Увеличение содержания углерода приводит к падению значений пластичности, поэтому для повышения механических характеристик используется легирование ванадием, титаном, молибденом и т.д.

Подбор рациональных операции термической обработки колеса. На ОАО «ЕВРАЗ-НТМК» установлен современный участок термической обработки, предусматривающий нагрев колес, последующую закалку по поверхности катания и отпуск в колодцах. Такой набор операций позволяет контролировать структуру различных элементов готового колеса.

 Применением операции предварительной деформационной обработки колесной заготовки. Как показали исследования, наиболее эффективным решением является винтовая прошивка непрерывно-литой заготовки. Использование операции прошивки на стане винтовой прокатки обеспечивает высокую проработку литой структуры металла, что значительно повысит механические характеристики готового колеса. В качестве исходной заготовки рекомендуется использовать прошитую заготовку высотой 472 мм, наружным диаметром 430 мм и толщиной стенки 135 мм (рисунок 1)

                                             

                                             1 – верхняя плита; 2 – нижняя плита; 3- калибрующее кольцо; 4 - исходная заготовка

                                                        Рисунок 1 – Моделирование осадки на прессе 49 МН ОАО «ЕВРАЗ-НТМК»

Моделирование процесса осадки в DEFORM-3D, приводит к закрытию отверстия заготовки, с заполнением металлом всего объема рабочего инструмента. Прошивка позволила избавиться от дефектов разливки, а так же, совместно с обработкой на прессе, обеспечить высокую проработку структуры и повысить механические и эксплуатационные качества готового колеса.

Научный руководитель - к.т.н. Романенко В.П.