Производство специальных видов проката
Производство колес и бандажей
Производство колес и бандажей для железнодорожного транспорта является комбинированным процессом обработки давлением, включающим ковку и прокатку.
Все принятые в железнодорожном транспорте колеса можно разделить на две группы: составные и цельные. В первом случае бандаж и центр колеса изготавливают отдельно. Здесь различают колеса с литым центром и колеса с прокатными стальными центрами. Для цельных колес бандаж и центр составляют одно целое. Колеса этой группы встречаются в виде цельнолитых и цельнокатаных. Материалом для изготовления цельнокатаных колес и бандажей служит углеродистая сталь химического состава 0,50-0,80 % С; 0,60-0,90 % Мn; 0,15-0,35 % Si и Р. Наибольшее распространение в настоящее время получают цельнокатаные колеса.
Составные колеса имеют следующие недостатки; не надежность работы бандажа в эксплуатации; сложность изготовления составного колеса, связанная с необходимостью обработки центра, обработки внутренней стороны бандажа и насадки бандажа на центр, что требует большого числа станков и значительно удорожает стоимость колес; несколько больший расход металла из-за необходимости делать припуск на обработку тех частей колеса, которые в цельнокатаных колесах не обрабатываются. Кроме того, установки для производства составных колес дают значительно меньшую производительность, чем современные установки для производства цельнокатаных колес. Последовательность изготовления цельнокатаных колес следующая; резка на заготовки, нагрев заготовки, обжим и прошивка заготовки на прессе, формовка колесной заготовки на прессе, прокатка на стане, выгибка и калибровка колес на прессе, термическая обработка.
Исходным материалом служат так называемые комплексные слитки или прокатанная заготовка круглого или многогранного сечения, масса которых выбрана таким образом, чтобы из одного слитка можно было изготовить несколько колес.
Сначала слиток 1 на специальных отрезных многосуппортных токарных станках разрезается несколькими резцами сразу на части 2 соответственно массе прокатываемых колес. Полученную заготовку нагревают и предварительно обрабатывают на прессах или иногда на молотах. Эта обработка заключается в осаживании заготовки в прессе на торец, в прошивке отверстия и в штамповке чернового колеса, которое поступает для дальнейшей обработки обода в специальный колесопрокатный стан. Он имеет три вертикальных валка, из которых валок 1 является коренным, валки 2 и 3 – нажимными роликами. Эти три валка служат для обработки рабочей поверхности колеса. Для обработки внутренних и торцовых поверхностей обода имеются два наклонно расположенных валка 4 и 5. Валки 6 и 7 являются направляющими роликами. Валки 4 и 5 приводные, а остальные холостые.
Ввиду того, что при прокатке диаметр колеса увеличивается, стационарно установлен лишь один валок 7, а остальные имеют возможность перемещаться.
В прокатном стане колеса получают с прямым диском.. Чтобы иметь коническую стенку (в целях большей устойчивости колеса), после прокатки колесо поступает на пресс, где производят небольшое выдавливание втулки и оно приобретает форму. Затем колеса поступают на холодильник, где охлаждаются до 500-600 °С и стопками подаются краном в колодцевые печи в которых с целью предупреждения образования флокенов выдерживаются 4-5 ч при 550 С. Далее колеса нагреваюг в закалочной печи до 830-860 °С и направляют на вращающиеся столы, где рабочие поверхности колес обрызгивают водой из специальных сопел. После закалки колеса подвергают отпуску при 400 °С. охлаждению, наружному осмотру и испытанию на твердость. Затем следуют операции механической Обработки колес.
При производстве бандажей в старых бандажепрокатных цехах исходным материалом обычно служат слитки массы, соответствующей только одному бандажу. Современные бандажепрокатные цехи работают на заготовке, вырезанной комплектами из круглого или многогранного слитков (рис. 1).
Последовательность операций изготовления бандажей следующая: 1) резка слитков на заготовку (при комплектных слитках); 2) нагрев заготовки или слитков (одиночных); 3) предварительная ковка или прессовка; 4) ковка на молоте или прессовка для получения необходимой разводки; 5) нагрев разводок; 6) прокатка бандажа; 7) растяжение на прессе; 8) клеймение на специальном прессе; 9) термическая обработка.
В результате третьей и четвертой операций часть слитка отковывают в черновое кольцо, называемое разводкой. Третья операция состоит в осаживании заготовки на торец до толщины, немного превышающей ширину бандажа, а четвертая – в последующей прошивке отверстия. Шестая операция обеспечивает готовый бандаж.
На современных установках осаживание и прошивка отверстия бандажа происходят на том же прессе и без дополнительного нагрева. Разводку сразу передают на бандажепрокатный стан.
Рисунок 2.21. Схема колесопрокатного стаяа
Стан состоит из двух вертикальных валков, двух наклонных и четырех направляющих роликов. Для обработки рабочей и внутренней поверхностей бандажа служат валки / и 2, а для торцевых поверхностей – валки 3 и 4. Валки 2-4 приводные, а валок 1 холостой. Подшипники валка 1 опираются на плунжер гидравлического цилиндра, при помощи которого достигается уменьшение расстояния между валками 1 и 2 по мере прокатки бандажа. Валки 3 и 4 установлены на специальной каретке, которая по мере увеличения диаметра прокатываемого бандажа перемещается в горизонтальном положении вместе с валками 3 и 4.
По выходе из прокатного стана бандажи подвергают растяжке на прессе, которая делает их правильно круглыми и растягивает до нужного размера. Схема действия этого пресса показана на рис. 2.21. Вслед за растяжкой бандажи маркируют специальным маркировочным прессом.
После этих операций бандажи термически обрабатывают закалкой с последующим отпуском. Далее их подвергают осмотру. испытанию на твердость и сортировке, после чего они поступают на склад.
Производство гнутых профилей
Характеристика и сортамент гнутых профилей
Гнутые профили проката относятся к одному из новых экономичных видов металлопродукции, которые изготавливают методом последовательного формоизменения полос и листов в валках профилегибочных станов. Эти профили могут иметь поперечное сечение самой различной конфигурации, быть замкнутой и полузамкнутой формы. Гнутые профили получают из цветных металлов и сплавов, углеродистой низколегированной и легированной марок стали.
Гнутые профили профилированием можно получить не только с поперечным сечением сложной конфигурации, но и с продольными и поперечными гофрами, сварные и завитые по дуге, перфорированные с элементами двойной толщины, плакированные пластиками и другими покрытиями. В РФ на профилегибочных станах изготавливают гнутые профили толщиной 2-8 мм из заготовки шириной до 600 мм и 1-4 мм из заготовки шириной до 1500 мм.