CN101440426B - 铁道货车重载车钩钩体及牵引杆尾销孔表面淬火热处理方法 - Google Patents
铁道货车重载车钩钩体及牵引杆尾销孔表面淬火热处理方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明请求保护铁道货车重载车钩钩体及牵引杆尾销孔表面淬火热处理方法，是针对16、17型钩体及RFC型牵引杆尾销孔不连续弧形表面的中频感应加热表面淬火热处理技术。本发明专利通过采用仿形感应器，合理设置中频参数，配合可旋转转盘装夹定位，分两个工步，解决了仅对局部弧形表面进行感应加热弧形表面淬火，而对其余区域不淬火的难题。
Description
技术领域
本发明专利技术属于16、17型钩体及RFC型牵引杆尾销孔的不连续弧形表面的中频感应加热表面淬火热处理技术。
背景技术
铁道货车不断提高的重载、高速运行需求的E级钢车钩，逐渐代替了C级钢车钩，成为在线运行列车主要使用的产品。在重载、高速的运行条件下，主要受多冲击交变载荷的作用，要求E级钢车钩产品的心部具有较高的塑性和韧性，可以通过整体的调质热处理来达到；要求承载的尾销孔弧形表面具有较高的硬度和一定的耐磨层，采用中频感应加热连续式淬火表面处理达到零件表面提高硬度和耐磨性能增加寿命降低成本的目的。从2007年至今，产品在使用中，逐步暴露出了中频感应加热表面处理A、B面中间10°-30°范围(详见坐标系图样表示)内出现了不同程度的裂纹缺陷，影响了产品的安全应用和寿命减少。为改变产品当前运行中出现问题的现状，国内各车钩生产厂陆续试验采用火焰加热的不连续表面淬火方式，不采用感应加热连续表面淬火的方式。火焰加热的不连续表面淬火方式与本专利技术相比存在淬火速度慢，火焰淬火使用丙烷不安全，还必须采用专用的设备等。
发明内容
本发明针对不连续弧形表面进行表面淬火的难题，提出铁道货车重载车钩的16、17型钩体及RFC型牵引杆尾销孔的不连续弧形表面，采用中频感应加热表面淬火热处理技术，代替火焰加热不连续表面淬火热处理技术，使承载的尾销孔表面可以满足重载、高速的使用要求。
本发明目的通过以下方案实现：
铁道货车重载车钩的16、17型钩体及RFC型牵引杆尾销孔表面淬火热处理方法，所述表面淬火热处理是针对16、17型钩体及RFC型牵引杆尾销孔的内壁的90°-110°，其中中间10°-30°除外的不连续弧形表面，上述角度是建立以下坐标系上：以车钩中心线为X轴，垂直于X轴通过O点的中心线为Y轴，或以牵引杆中心线为X轴，垂直于X轴通过O点的中心线为Y轴，采用中频感应加热表面淬火热处理方式，步骤如下：
(1)先选择尾销孔内壁的不连续弧形表面中的一段弧形表面，将仿形感应器从这段弧形表面底部向上连续加热，并自动喷水冷却，完成这一段弧形表面的表面淬火；
(2)再将仿形感应器移到另一段弧形表面的底部向上连续加热，并自动喷水冷却，完成这一段弧形表面的表面淬火；
所述仿形感应器的感应圈外形与所述尾销孔要求表面淬火的每一段弧形表面的外形相似，其宽度比弧形表面宽度小约1厘米，感应圈上的喷水孔的角度为30～40°，每个孔之间间隔约1毫米。配合可旋转转盘装夹定位，
所述中频感应加热表面淬火无论使用何种中频发生器，如KG-PS(F)系列可控硅静止变频器等，其输出参数必须能满足以下要求：感应频率3000±200Hz，感应电压310～360V，感应功率视感应器有效圈与尾销孔弧形表面的间隙大小，可以达到120～150KW范围。感应加热时，冷却水压≥100Mpa，使表面淬火部位可以在较短时间内充分冷却；感应器升降电机步频调整为10Hz，使感应器在表面淬火过程中匀速移动，保证足够的加热时间。
本处理方法通过采用中频感应加热表面淬火代替火焰加热表面淬火的方法，使用专用的仿形感应器，合理设置中频参数，分两个工步，一次完成一侧弧形表面的表面淬火，解决了对局部弧形表面进行感应加热表面淬火，而对其余区域不淬火的难题，并经处理后，表面热处理后，16型、17型钩体尾销孔的A面在距表面深度5mm处的硬度为375HBW-476HBW，在距表面深度10mm处硬度不大于350HBW，RFC型牵引杆两端尾销孔的B、C表面在距表面深度5mm处的硬度为375HBW-476HBW，在距表面深度10mm处硬度不大于350HBW，使承载的尾销孔表面可以满足重载、高速的使用要求。
附图说明
图1：16型钩体尾销孔表面淬火部位图；
图2：17型钩体尾销孔表面淬火部位图；
图3：RFC型牵引尾销孔表面淬火部位图；
图4：仿形感应器的结构示意图；
图4A是图4大的A向视图；
图5：感应圈的结构示意图；其中图5A是图5的A-A剖面图，图5B是图5的I部放大视图。
具体实施方式
参见图1、图2和图3，16型、17型钩体尾销孔的A表面需进行表面热处理；RFC型牵引杆两端尾销孔的B、C表面需进行表面热处理。16型、17型钩体的A表面是指钩体尾销孔内壁的90°-110°(中间10°-30°除外)(以车钩中心线为X轴，垂直于X轴通过O点的中心线为Y轴)的不连续弧形表面。RFC型牵引杆两端分别与17型、16型钩体尾部相似，B表面位于形似17型钩体尾部一端，C表面位于形似16型钩体尾部一端，B、C表面是牵引杆两端尾销孔内壁的90°～110°(中间10°～30°除外)(以牵引杆中心线为X轴，垂直于X轴通过O点的中心线为Y轴)的不连续弧形表面。其余区域不进行表面淬火热处理。
先根据需要表面淬火热处理的不连续弧形表面每一段的形状制作仿形感应器，参见图4，将仿形感应器的感应圈8外形设计为与尾销孔要求表面淬火的每一段弧形表面的外形相似，感应圈宽度比要求表面淬火弧形表面宽度小约1厘米，感应圈8和感应器体使用12×12毫米、壁厚1.5毫米的T2紫铜管制作，其余部分使用16×16毫米、壁厚2毫米的T2紫铜管制作。按图5、图5A和图5B所示将感应圈8钻上30～40°的喷水孔14，每个孔之间间隔约1毫米，然后嵌装硅钢片7，完成后将感应圈8、感应器体I2、感应器体II4、感应器体III12、感应器体IV13、座板1和感应器水嘴3一一焊接。在两根感应器体之间安装调节垫圈6调整距离，使用M10×65螺栓固定在调节板5上，螺栓9与调节板5接触位置安装弹簧垫圈10，并使用垫板11绝缘。表面淬火时配合可旋转转盘装夹定位。
工作时，将感应器安装到中频发生器输出端上，在中频发生器主控柜设置中频参数：感应频率3000Hz，感应电压350V。在操作柜显示面板上设置感应器升降电机步频为10Hz，调节操作柜内冷却水阀门，使水压≥100Mpa。然后将16(17)型钩体或RFC型牵引杆吊装到可旋转转盘上，将感应器移动到尾销孔中部，旋转转盘使感应器感应圈位于表面淬火的弧形表面范围内，并调整钩体在转盘上的前后位置，使有效圈与表面淬火的弧形表面的间隙在2毫米内。定位以后，将感应器有效圈上平面移动到尾销孔下平面以下约1厘米，开启冷却水，开启操作柜显示面板上的中频开关约3秒钟后，启动感应器升降电机，表面淬火进行到感应器有效圈下平面接近尾销孔上平面时，关断中频电源，冷却水再继续喷至少8秒钟，一段弧形表面的表面淬火即完成。另一段弧形表面的表面淬火过程相同进行。
16型、17型钩体经表面热处理后，A面在距表面深度5mm处的硬度为375HBW-476HBW，在距表面深度10mm处硬度不大于350HBW，RFC型牵引杆经表面热处理后，B、C面在距表面深度5mm处的硬度为375HBW-476HBW，在距表面深度10mm处硬度应不大于350HBW。
Claims (2)
1.铁道货车重载车钩钩体及牵引杆尾销孔表面淬火热处理方法，所述表面淬火热处理是针对16、17型钩体及RFC型牵引杆尾销孔的内壁的90°-110°，其中中间10°-30°除外的不连续弧形表面，上述角度是建立在以下坐标系上：以车钩中心线为X轴，垂直于X轴通过O点的中心线为Y轴，或以牵引杆中心线为X轴，垂直于X轴通过O点的中心线为Y轴；采用中频感应加热表面淬火热处理方式，步骤如下：
(1)先选择尾销孔内壁的不连续弧形表面中的一段弧形表面，将仿形感应器从这段弧形表面底部向上连续加热，使感应器在表面淬火过程中向上匀速移动，并自动喷水冷却，完成这一段弧形表面的表面淬火；
(2)再将仿形感应器移到另一段弧形表面的底部向上连续加热，并自动喷水冷却，完成这一段弧形表面的表面淬火；
所述仿形感应器的感应圈外形与所述尾销孔要求表面淬火的每一段弧形表面的外形相似，其宽度比弧形表面宽度小1厘米，感应圈上的喷水孔的角度为30～40°，每个孔之间间隔1毫米。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述中频感应加热表面淬火的输出参数必须满足以下要求：感应频率3000±200Hz，感应电压310～360V，感应功率视感应圈与尾销孔弧形表面的间隙大小，在120～150KW范围；感应加热时，冷却水压≥100Mpa，感应器升降电机步频调整为10Hz。
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