Спосіб виробництва суцільнокатаних залізничних коліс

Винахід відноситься до чорної металургії, зокрема до технології виготовлення суцільнокатаних залізничних коліс. Відомі способи виробництва залізничних коліс, спрямовані що до збільшення характеристик міцності та пластичності у конструктивних елементах колеса (диску й ободі), за рахунок збільшення ступеня деформації їхнього матеріалу на останніх стадіях деформування колісної заготовки - прокатці на колесопрокатному стані та при калібруванні на пресі що вигинає. Суть винаходів полягає в тому, що для збільшення характеристик міцності та пластичності готових коліс на останніх етапах деформування колісної заготовки збільшують ступінь деформації матеріалу елементів колеса шляхом стовщення конструктивних елементів колеса перед наступним калібруванням на пресі що вигинає [Авторське посвідчення СРСР №829697]. Недоліками відомих способів є ті обставини, що можливість збільшення ступеню деформації (E) до позначки, яка забезпечує зростання характеристик міцності та пластичності у ободі колеса, при його калібруванні на останній операції деформування - пресі що вигинає, суттєво обмежується малою потужністю застосованого з цією метою пресового обладнання (35МН) та небезпекою утворення на внутрішньому діаметрі ободу поверхневих де фектів у вигляді утягнень. Найбільш близьким з технічної сутності та досягнутого результату з те хнічним рішенням, що заявляється, й прийнятому як прототип, є спосіб виготовлення суцільнокатаних залізничних коліс, що містить нагрівання заготовки до температури гарячої пластичної деформації, її осаджування, формування, розкатку ободу та диску на колесопрокатному стані, вигинання диску й калібрування ободу, прошивання отвору в ступиці та термічне зміцнення ободу. При цьому, з метою збільшення ступеню деформації найменш деформованої центральної зони ободу деформування заготовки на останньому (що ви гинає) пресі закінчують при температурі 950-850°С [Патент RU 2123405 СІ]. До недоліків прототипу варто віднести наступне. При виробництві суцільнокатаних залізничних коліс за способом, прийнятим у якості прототипу, неможливо забезпечити суттєвий зріст ступеню деформації у центральній зоні ободу колеса, що, в свою чергу, не дозволяє збільшити характеристики міцності та пластичності у ободі колеса. Цей недолік обумовлено нерівномірністю ступеню деформації на поверхні і у центральній зоні ободу колеса. У разі калібрування ободу на пресі що вигинає, ступень деформації зменшується від поверхні до центру у 7+14 разів [Звіт з науково - дослідницької роботи "Дослідження впливу температурних параметрів деформації заготовок на структуру та властивості суцільнокатаних коліс". 1975. № Держреєстрації 73015736]. Таким чином, за для забезпечення суттєвого зростання ступеню деформації у центральній зоні ободу колеса необхідно мати пресове обладнання потужністю у 7 - 14 разів завбільшки існуючого. Крім того, значна залежність температури деформування на пресі що вигинає від темпу прокату суттєво впливає на стабільність механічних властивостей у межах партії коліс після наступного термічного зміцнення їх ободів. Задача винаходу полягає в удосконалюванні способу виготовлення суцільнокатаних залізничних коліс, в якому шляхом оптимізації режимів деформування металу зони ободу колеса забезпечується зростання ступеню деформації до позначки - Ε=1nhi/ho>1,82 вже до моменту його розкатки на колесопрокатному стані. Здійснення способу виготовлення суцільнокатаних залізничних коліс, що включає деформування металу зони ободу колеса до моменту розкатки на колесопрокатному стані, використовуючи при цьому вихідну заготовку з відношенням D/H=0,3-0,98 дозволяє на існуючому пресовому обладнанні підвищити ступень деформації в центральній зоні ободу відформованої заготовки на 10¸20% (Е=1,82-2,07) у порівнянні із традиційно використовуваними заготовками (Е=1,69), що після термічного зміцнення ободу призводить до збільшення характеристик міцності та пластичності матеріалу ободу колеса в середньому на 2¸5%. Здійснення способу виготовлення суцільнокатаних залізничних коліс, що включає деформування металу зони ободу колеса до моменту розкатки на колесопрокатному стані, використовуючи, при цьому штамп, основні параметри котрого визначають як: D'=Dгap.-L, де Dгap. - зовнішній діаметр гарячого колеса. L - величина розкатки ободу на колесопрокатному стані. Η'=Нгар.+hст., де Нгар. - ширина ободу гарячого колеса. hст. - величина обтиснення по ширині ободу на колесопрокатному стані. h=1/2hд., де hд. - товщина диску гарячого колеса. Vв