Page 84 - 理化检验-物理分册2023年第一期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202301020

车轮锻压模具用下芯棒断裂原因

庞晋龙 , 万志健 , 李 新 1

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( 1. 宝武集团 马钢轨交材料科技有限公司, 马鞍山 243000 ; 2. 马鞍山钢铁股份有限公司 技术中心, 马鞍山 243000 )
摘 要: 某铁路车轮锻压过程中其下芯棒频繁发生断裂。采用宏观观察、 化学成分分析、 扫描电
镜分析、 金相检验、 硬度测试等方法, 分析了下芯棒断裂的原因。结果表明: 下芯棒R 角尺寸偏小,
在下芯棒工作时, R 角处因应力集中而发生断裂。对倒角部位的尺寸进行优化, 可以避免下芯棒
发生断裂。

关键词: 下芯棒; 断裂; R 角; 应力集中

中图分类号: TB31 ; TG315.2 ; TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 01-0072-03

Reasonsforfractureoflowermandrelforwheelfor g in g die

PANGJinlon g WANZhi j ian , LIXin 1
1
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,

( 1.BaowuGrou p , MasteelRailTransitMaterialsTechnolo gyCo. , Ltd. , Ma ’ anshan243000 , China ;

2.Technolo gyCenter , Ma ’ anshanIronandSteelCo. , Ltd. , Ma ’ anshan243000 , China )

Abstract : Thelowermandrelbrokenfre q uentl ydurin g thefor g in gp rocessofrailwa ywheels.Thefracture

reasonofthelowermandrelwasanal y zedb ymeansofmacrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis ,

scannin g electronmicrosco p eanal y sis , metallo g ra p hicexaminationandhardnesstest.Theresultsshowthatthesize

ofthe Ran g leofthelowermandrelwastoosmall.Whenthelowermandrelwasworkin g , the Ran g lebrokendue

tostressconcentration.B y o p timizin g thesizeofthechamfer , thefractureofthelowermandrelcouldbeavoided.

Ke y words : lowermandrel ; fracture ; Ran g le ; stressconcentration
辗钢车轮生产工艺包括较大的塑性变形, 该工 1 理化检验
艺有助于提高产品的质量, 是车轮制造厂采用的主
要生产工艺。辗钢车轮成形的工序为: 预成形→成 1.1 宏观观察
形→轧制扩径→压弯冲孔 [ 1 ] 。车轮成形所用锻压力 断裂下芯棒的宏观形貌如图1所示, 可见下芯
较大, 模具结构复杂, 各模具受力较大。下芯棒是车 棒从R 角处裂开, 被撕裂成多块。下芯棒尺寸及断
轮 成 形 工 序 所 用 的 重 要 模 具 之 一,材 料 为
5CrMnMo钢, 在车轮成形过程中, 下芯棒的主要作
用是分配车轮金属。
某厂作用的下芯棒模具频繁发生断裂, 导致车
轮生产线停产, 造成重大经济损失。笔者采用宏观
观察、 化学成分分析、 扫描电镜( SEM ) 分析、 金相检
验、 硬度测试等方法, 分析了下芯棒的断裂原因, 并
提出预防措施, 以避免该类事故再次发生。

收稿日期: 2022-04-08
基金项目: 安徽省科技重大专项计划( 202003a05020038 )
作者简介: 庞晋龙( 1988- ), 男, 硕士, 工程师, 主要从事火车轮
图1 断裂下芯棒的宏观形貌
的研发及制造工作, j inlon gp @163.com
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