CN104120238A - 一种车轮调质热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
一种车轮调质热处理工艺，涉及机械零件的热处理方法。解决现有车轮热处理存在踏面硬度低、淬硬层深度浅的技术问题。本发明的具体步骤是：车轮锻后先在缓冷坑中冷却，然后正火处理；正火后的车轮进行粗加工；粗加工后的车轮整体加热，保温一定时间将车轮水平放在旋转淬火台上，在车轮外部设置环形喷水管，环形喷水管上均匀分布着的喷嘴向车轮踏面及轮缘内侧面喷射水流，使其迅速淬火冷却，并立即进行回火处理。本发明用于车轮调质热处理，具有车轮踏面硬度高、淬硬层深、淬硬层与基体间硬度平缓过度的优点。
Description
技术领域
本发明涉及机械零件的热处理方法，尤其涉及一种车轮的调质热处理方法。
背景技术
车轮工作时，车轮踏面(与轨道接触面)、轮缘内侧面(导向面)与钢轨滚动接触，车轮容易产生疲劳剥落及快速磨损。目前，车轮常用的材料有42CrMo、65Mn和60钢，所用的热处理方法为调质处理，即：淬火+回火热处理。淬火通常有表面淬火、整体加热淬火、快速加热淬火，表面淬火淬硬层浅，基体硬度差异大，容易产生裂纹；整体加热淬火容易使车轮除踏面区域外的其它部位(辐板、轮毂)产生硬化，从而降低车轮的综合性能；快速加热淬火的温度控制完全靠目测，偶然性大，容易淬裂且一致性差。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术的缺点，提供一种车轮调质热处理工艺，解决现有车轮热处理存在车轮踏面硬度低、淬硬层深度浅的技术问题。
本发明是通过下面的技术方案实现的：
一种车轮调质热处理工艺，其具体工艺步骤是：
①车轮锻造后先进行缓冷、正火处理；
②正火后的车轮粗加工；
③粗加工后的车轮进行整体加热、保温一定时间后，将车轮水平放在旋转淬火台上，在车轮外部设置环形喷水管进行淬火；
④淬火后的车轮立即进行回火处理。
进一步，所述步骤②中：粗加工时，车轮踏面及轮缘内侧单边留1.5～2mm加工余量，其余表面均留单边2～3mm加工余量，轮缘顶部尖角处圆弧过渡，圆弧半径不得小于10mm。
进一步，所述步骤③中：淬火时，车轮以30转/分钟的速度旋转，同时，与车轮同圆心的环形喷水管上均匀分布着的若干喷嘴向车轮踏面及轮缘内侧面喷射水流，使其迅速冷却。
本发明与现有技术相比，由于车轮锻后先进行缓冷、正火处理，为后续热处理优化了基体性能；由于正火后的车轮留有合理的加工余量，既保证了热处理后的淬硬层，同时可防止淬火时应力集中导致开裂；由于在旋转的车轮外部设置环形喷水管，其上均匀分布着的若干喷嘴同时向车轮踏面及轮缘内侧面喷射水流，使其迅速淬火冷却，并立即进行回火处理。因此，经本发明调质处理后的车轮，不仅提高了踏面硬度，而且能增加其淬硬层深度，同时使淬硬层与基体硬度平缓过度、淬硬层均匀分布。
附图说明
图1为一种淬火用环形喷水管的结构示意图；
其中：环形喷水管1、与环形喷水管内环均匀分布的若干喷嘴1-1、与环形喷水管外环连通的进水管1-2。
图2为车轮淬火示意图；
其中：车轮2、车轮踏面2-1、车轮轮缘内侧2-2、车轮轮缘顶部尖角2-3、喷嘴1-1。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施例，将结合附图在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的保护范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
如图1、2所示，一种车轮调质热处理工艺，其具体工艺步骤是：
①车轮2锻造后先在缓冷坑中冷却，然后进行正火处理，使成分及组织均匀化，细化晶粒，优化基体性能，同时减小后续热处理变形量；
②正火后的车轮2进行热处理前粗加工，车轮踏面2-1及轮缘内侧2-2单边留1.5mm加工余量，其余表面均留单边3mm加工余量，轮缘顶部尖角2-3处圆弧过渡，圆弧半径不得小于10mm，防止淬火时产生应力集中导致开裂；
③粗加工后的车轮在加热炉内进行整体加热，保温一定时间后出炉，将车轮水平放在旋转淬火台上，用车轮外部设置的环形喷水管1对车轮进行淬火；
淬火时，车轮以30转/分钟的速度进行旋转，同时，与车轮同圆心的环形喷水管1上均匀分布着的若干喷嘴1-1向车轮踏面2-1及轮缘内侧面2-2喷射水流，使其迅速冷却；
④淬火后的车轮2立即入回火炉进行回火(去除应力，并适当降低硬度)。
所述步骤①中：车轮2锻造后也可先在退火炉中冷却，然后进行正火处理。
所述步骤③中：保温时间按照车轮型号及装炉量确定；喷水压力及喷水时间根据不同车轮型号及淬硬深度进行调整。
所述步骤④中：回火温度及回火时间根据不同车轮型号及硬度要求进行调整。
本发明用于车轮调质热处理，具有车轮踏面硬度高、淬硬层深、淬硬层与基体间硬度平缓过度的优点。
本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于前述的细节，而应在权利要求所限定的范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的变化和改型都应为权利要求所涵盖。
Claims (3)
1.一种车轮调质热处理工艺，其具体工艺步骤是：
①车轮锻造后先进行缓冷、正火处理；
②正火后的车轮粗加工；
③粗加工后的车轮进行整体加热、保温一定时间后，将车轮水平放在旋转淬火台上，在车轮外部设置环形喷水管进行淬火；
④淬火后的车轮立即进行回火处理。
2.根据权利要求1所述的车轮调质热处理工艺，其特征在于：所述步骤②中：粗加工时，车轮踏面及轮缘内侧单边留1.5～2mm加工余量，其余表面均留单边2～3mm加工余量，轮缘顶部尖角处圆弧过渡，圆弧半径不得小于10mm。
3.根据权利要求1所述的车轮调质热处理工艺，其特征在于：所述步骤③中：淬火时，车轮以30转/分钟的速度旋转，同时，与车轮同圆心的环形喷水管上均匀分布着的若干喷嘴向车轮踏面及轮缘内侧面喷射水流，使其迅速冷却。
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