高铁是交通运输工具系统中不可缺少的,钢轨在长时间的使用过程会产生一定的损耗,造成废弃。为了节省资源的同时扩大楔横轧产品范围,本文提出对六棱柱坯料楔横轧成形机理与形性规律进行研究,实现了六棱柱坯料楔横轧的精准成形。二次再利用的钢轨头经过楔横轧轧制成圆轴,工作时不仅承受扭矩作用,还要受到垂直力、侧向力、牵引力和制动力等作用,因此对产品的力学性能以及成形质量要求较高。本文对六棱柱坯料楔横轧旋转条件、变形机理、端部质量、微观组织均匀性开展研究,以研究六棱柱坯料楔横轧成形的可行性及产品的力学性能。本文应用DEFORM有限元软件进行六棱柱坯料楔横轧的数值模拟分析,结合了宏观轧制实验及微观金相实验,对六棱柱坯料楔横轧成形机理与形性规律进行研究,展开了旋转条件、变形机理、端部质量、微观组织均匀性四个方面的研究详述。为了改善六棱柱坯料轧件的成形度、端部质量和微观组织均匀性,对六棱柱坯料楔横轧模型进行有限元建立,从成形角,展宽角和断面收缩率对凹心长度的影响程度进行分析,并与相同工艺参数下的圆坯楔横轧轧制结果进行对比,获得了同工艺参数下六棱柱坯料凹心长度略大于圆坯凹心长度,工艺参数对六棱柱坯料和圆坯坯料凹心的影响趋势基本一致。对六棱柱坯料楔横轧变形机理中的轧制过程应变场、应力场进行分析,得到了其分布规律。为了解决端部凹心问题,提出可以改变六棱柱坯料端部形状来实现凹心长度的降低。对六棱柱坯料楔横轧成形过程中的温度场及微观组织中平均晶粒的大小及晶粒动态再结晶体积分数变化规律进行了分析。本文对六棱柱坯料及圆坯进行了宏观轧制实验和微观金相实验,通过实验结果与有限元模拟对比分析得到其误差的大小,结合实验进一步验证了六棱柱坯料楔横轧制的可行性。本文的研究结果为六棱柱坯料楔横轧合理确定工艺参数提供理论指导,扩大了楔横轧产品范围,在降低产品成本、合理二次废品再利用方面起重要作用,对提高轧制产品质量具有关键的工程应用价值和科学研究意义。