车轮锻件模锻工艺详解

车轮锻件的模锻工艺过程是一个涉及多道工序的精密成形过程，旨在确保行车轮锻件的机械性能、尺寸精度和表面质量。以下是典型的工艺步骤及关键控制点：

1. 原材料准备

材料选择：常用中碳钢或合金钢（如45钢、60钢、40Cr等），需符合成分标准。

下料：锯切或剪切棒料，控制长度公差（通常±1~2mm），端面平整无毛刺。

2. 加热

加热设备：采用中频感应炉或燃气炉，加热温度约1150~1200℃（视材料而定）。

温度控制：需均匀加热至奥氏体化温度，避免过烧或脱碳，红外测温仪实时监控。

3. 制坯（预锻）

镦粗：去除氧化皮并初步分配金属，形成饼状坯料。

预锻模：通过预锻模初步成形轮毂、轮辋等特征，减少终锻变形量，延长模具寿命。

4. 终锻成形

模具设计：上下模闭合形成型腔，关键部位（如轮辐、轮缘）需精确填充。

工艺参数：

压力：800~1000吨液压机或锻锤。

打击次数：2~3次（锻锤）或一次压制成形（液压机）。

飞边控制：合理设计飞边槽以促进金属流动，后续需切除。

5. 切边冲孔

热切/冷切：

热切（终锻后立即进行，约800℃以上）省力但需快速操作。

冷切（室温）精度更高，但需更大吨位设备。

冲孔：同步或分步冲出轮毂中心孔。

6. 校正与精整

热校正：针对变形较大的锻件，利用余温加压整形。

冷精压：提高关键尺寸精度（如轮毂内径、端面平行度）。

7. 热处理

正火/调质：细化晶粒、均匀组织（正火），或提高强度（淬火+回火）。

控制要点：避免淬火裂纹，回火后硬度需符合标准（如HB220~280）。

8. 表面处理与检测

清理：喷丸或酸洗去除氧化皮。

检测：

超声波探伤（内部缺陷）。

尺寸检验（轮缘厚度、径向跳动等）。

力学性能测试（拉伸、冲击试验）。

关键工艺控制点

温度管理：终锻温度不低于850℃，防止混晶。

模具润滑：石墨水基润滑剂减少摩擦，延长模具寿命。

飞边优化：过小导致填充不足，过大浪费材料。

组织均匀性：避免锻造折叠、流线中断。

常见缺陷与对策

充不满：提高预锻精度或增加终锻压力。

折叠：优化坯料形状或模具圆角。

裂纹：控制冷却速度或调整热处理工艺。

通过严格管控各环节，可生产出高强度、耐疲劳的行车轮锻件，适用于轨道交通、重型机械等领域。