Исследование течения центральной зоны пористости колесной заготовки при осадке

В данной работе рассмотрен процесс осадки колесной заготовки на прессах 19,6, 49 и 98 МН, выполнены расчёты калибровок и расчёты усилий оборудования. В настоящее время на ОАО «ВМЗ» весьма актуален вопрос о переходе от слитковых заготовок к непрерывнолитым, которые иногда имеют развитую центральную пористость. В работе в программе «Qform» был смоделирован и изучен процесс формоизменения колесной непрерывнолитой заготовки и течение центральной зоны.

В ходе эксперимента рассмотрен процесс формоизменения колесной заготовки,  диаметром 430 мм (Рис.1а). В результате моделирования процесса формоизменения колесной заготовки, был искусственно нанесен дефект «пористость» диаметром 130 мм и изучено его  распределение по заготовке.

На первом технологическом этапе, осадка на прессе усилием 19,8 МН, зона пористости у торцев осталась примерно такой же, однако в середине заготовке она распростарняется от центра к периферии,  где ее диаметр составляет около 200 мм (Рис.1б). На втором этапе, осадке и разгонке металла на прессе усилием 49 МН, из-за незначительного осаживания заготовки и малого формоизменения, зона пористости незначительно увеличилась (Рис.1в). На третьем этапе, осадке на прессе 98 МН, зона пористости распространяется от ступицы до середины диска колеса, что снижает его механические свойства и ведет к уменьшению срока эксплуатации железнодорожного колеса(Рис.1г).

Рисунок 1. Течение металла колесной заготовки при осадке

Исследованиями показано, что с целью улучшения качества колеса, зона центральной пористости в НЛЗ должна быть минимальной. Это позволит большую ее часть удалить в выдавку при деформировании на прессе 34,3 МН.

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