制动盘是列车制动系统的重要组成部件,关系着列车的安全运行,在轨道交通领域发展中具有至关重要的作用。其性能受到材料、结构和成形工艺等多种因素影响。本文针对通风式轴装制动盘的锻造成形工艺及盘体的力学性能和金相组织进行了研究,主要研究内容和结论如下:(1)针对制动盘用低合金钢材料,开展了热镦粗试验,制备了不同变形量的试样,进行了力学性能和组织分析,结合模拟技术探究了不同锻造变形量对制动盘用低合金钢材料组织和性能的影响规律。研究发现制动盘用低合金钢材料的塑韧性及微观组织特征受有效应变影响最为显著。(2)根据制动盘的结构特征,完成了制动盘模锻工艺设计。通过理论分析和计算,针对锻件的分模面、模锻斜度等结构要素以及模具飞边槽结构进行了设计,计算了锻件成形所需的坯料尺寸,并根据制动盘在螺旋压力机上成形所需的变形力进行了压力机选型。(3)采用模拟技术对制动盘锻造成形过程进行了仿真,探究了坯料高度、模具飞边槽桥部高度、始锻温度对锻件成形质量的影响,分析了成形过程中金属流动规律,应力场、应变场、温度场分布以及模具载荷-位移曲线,最终得到了制动盘成形质量良好的坯料尺寸、模具结构及锻造工艺参数。(4)以模拟结果为指导,完成了制动盘锻造试验。热处理后对盘体不同部位的力学性能、金相组织和拉伸断口进行了测试和观察。对制动盘盘体不同部位的强度、硬度、塑韧性开展了研究;盘体性能满足制动盘标准要求,且盘体内径附近材料变形量适中,且成形时处于三向压应力状态、组织致密,断后伸长率和冲击功比盘体外缘部位高30%。本论文的研究成果对于通风式锻钢制动盘的锻造生产工艺制定具有重要的工程指导意义。