CN107937676B - 一种ea1n车轴钢热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种EA1N车轴钢热处理工艺，包括将EA1N车轴钢毛坯装炉，然后整体加热升温至850～910℃，保温处理4～7小时，再将车轴出炉冷却等步骤。本发明的热处理工艺步骤简单、能耗低、处理时间短、生产效率高、经济效益可观，生产得到的车轴满足EN13261标准及相关行业标准。

Description

一种EA1N车轴钢热处理工艺
技术领域
本发明属于高端轨道交通装备关键零部件制造领域，尤其涉及一种EA1N车轴钢热处理工艺。
背景技术
国内的EA1N车轴主要用于各类B型地铁，相对于其他材质的车轴而言，具有低成本、制造周期较短等优点。目前，国内生产EA1N车轴采用正火加回火处理，EA1N车轴正火设备为台车式或悬挂式大功率正火炉，功率与装炉量相关，但都是千瓦级以上(300-1000kw)，正火时间越长，其能耗越大。
中国专利文献CN104404224A公开了一种EA1N材质城轨车轴的热处理工艺方法，包括两次正火和一次回火步骤，如图1所示，该工艺方法整体耗时至少15个小时(包括升温、等温正火及风冷的时间)，生产效率不高(2天至多生产约3炉)，工艺步骤复杂且能耗相当大，因此，需要对现有的EA1N车轴钢热处理工艺方法进行调整，同等装炉量条件时，在满足EA1N车轴技术和质量要求的条件下，能降低能耗并提高生产效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种工艺步骤简单、能耗低、处理时间短、生产效率高、经济效益可观的EA1N车轴钢热处理工艺。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种EA1N车轴钢热处理工艺，包括以下步骤，
(a)装炉：将EA1N车轴钢毛坯装炉；
(b)加热：将装炉完毕的车轴进行整体加热升温至850～910℃；EA1N为中碳钢和亚共析钢，选择850～910℃保温，可避开完全奥氏体化区域，获得100％的细化后的铁素体加珠光体组织，起到细化车轴晶粒，改善金相组织结构，消除锻造过热组织、带状组织及内应力的作用，以使其性能满足EN13261的要求。
(c)保温正火：保温处理4～7小时；根据车轴直径大小，适当调节保温时间，将使得较大直径车轴心部的晶粒组织进一步与车轴表面的晶粒组织趋于一致，从而达到整体晶粒组织一致稳定，碳化物分布均匀化的目的。
(d)冷却：达到保温时间后，将车轴出炉冷却。
上述的EA1N车轴钢热处理工艺，优选的，所述步骤(b)中的加热升温速率为150～500℃/h；可根据车轴最大直径尺寸来选择合适的升温速率，使得车轴加热时表面和心部的温度差小于等于20℃，确保车轴整体加热均匀，稳步消除锻造过热组织、带状组织及内应力，使车轴表面和心部的晶粒组织变化基本保持一致。
上述的EA1N车轴钢热处理工艺，优选的，所述步骤(d)中冷却为风冷或雾冷。
上述的EA1N车轴钢热处理工艺，优选的，所述步骤(d)之后还包括以下步骤，
(e)返工装炉：将检测不合格的车轴重新装炉；
(f)返工加热：将装炉完毕的返工车轴整体加热升温至850～890℃；
(g)返工保温：保温处理4～7小时；
(h)返工冷却：达到保温时间后，将返工车轴出炉冷却。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的EA1N车轴钢热处理工艺将现有的两次正火一次回火简化为一次正火即可，大幅简化了热处理的工艺流程，生产得到的EA1N车轴同样满足EN13261标准及相关行业标准的要求，现有热处理工艺整体耗时15个小时以上，本发明的热处理工艺能减少整体正火时间7.5小时以上，减少等温正火时间6.5小时以上，降低能耗50％以上，提高生产效率50％以上，本发明的EA1N车轴钢热处理工艺具有工艺步骤简单、能耗低、生产效率高、节约时间成本和人力物力、经济效益可观等优点。
附图说明
图1是背景技术中现有热处理工艺的工艺曲线图。
图2是本发明EA1N车轴钢热处理工艺的工艺流程图。
图3是本发明EA1N车轴钢热处理工艺的工艺曲线图。
图4是实施例1中用本发明EA1N车轴钢热处理工艺处理所得车轴的金相组织图。
图5是实施例2中一次正火热处理合格所得车轴的金相组织图。
图6是实施例2中对第一次正火热处理不合格的车轴进行返工热处理后所得车轴的金相组织图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
实施例1：
如图2至图3所示，本实施例的EA1N车轴钢热处理工艺，包括以下步骤，
(a)装炉：将EA1N车轴钢毛坯装炉；
(b)加热：以250℃/h的升温速率将装炉完毕的车轴整体加热升温至875℃；
(c)保温正火：保温处理6小时；
(d)冷却：达到保温时间后，将车轴出炉并风冷。
上述热处理工艺在400kw的台车式电阻炉中进行，本实施例的热处理工艺流程简单，仅需进行一次正火操作，生产效率达到1天2～3炉车轴，现有的两次正火和一次回火的热处理工艺生产效率仅为2天3炉，相比而言本实施例的热处理工艺的生产效率提高了近一倍，由于升温次数减少，生产一炉车轴所需能耗可降低约2600kw，减少了生产成本，提高了经济效益。
冷却完毕后对车轴最大直径的延长部分进行取样，检测车轴性能，检测的金相组织图如图4所示，晶粒度等级为8级，各项检测数据如表1所示，均符合EN13261标准及相关行业标准的要求，一次正火热处理的合格率达92％以上。
表1为用本实施例的EA1N车轴钢热处理工艺处理所得车轴的检测结果
实施例2：
本实施例的EA1N车轴钢热处理工艺，包括以下步骤，
(a)装炉：将EA1N车轴钢毛坯装炉；
(b)加热：以450℃/h的升温速率将装炉完毕的车轴整体加热升温至900℃；
(c)保温正火：保温处理5小时；
(d)冷却：达到保温时间后，将车轴出炉并雾冷；
(e)返工装炉：将检测不合格的车轴重新装炉；
(f)返工加热：将装炉完毕的返工车轴整体加热升温至850℃；
(g)返工保温：保温处理6小时；
(h)返工冷却：达到保温时间后，将返工车轴出炉并雾冷。
上述热处理工艺在400kw的台车式电阻炉中进行，本实施例的热处理工艺流程简单，仅需进行一次正火操作，与现有技术相比本实施例的热处理工艺的生产效率提高了近一倍，由于升温次数减少，生产一炉车轴所需能耗可降低约3000kw，减少了生产成本，提高了经济效益。
冷却完毕后对车轴最大直径的延长部分进行取样，检测车轴性能，检测的金相组织图如图5所示，晶粒度等级为7级，各项检测数据如表2所示，均符合EN13261标准及相关行业标准的要求，一次正火热处理的合格率达88％以上。
表2为用本实施例的EA1N车轴钢热处理工艺一次处理合格所得车轴的检测结果
对于一次正火热处理未能合格的车轴，可以将其返工热处理，对返工热处理后的车轴进行性能检测，检测的金相组织图如图6所示，晶粒度等级为7级，各项检测数据如表3所示，均符合EN13261标准及相关行业标准的要求，返工热处理后车轴的合格率达95％以上。将第一次未能合格的少量车轴收集后统一进行返工热处理，间接提高了产品的合格率，避免不合格产品的浪费，提高了经济效益。
表3为用本实施例的EA1N车轴钢热处理工艺经返工后合格所得车轴的检测结果
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (2)

1.一种EA1N车轴钢热处理工艺，其特征在于： 由以下步骤组成，
（a）装炉：将EA1N车轴钢毛坯装炉；
（b）加热：将装炉完毕的车轴进行整体加热升温至850~910℃，加热升温速率为150~500℃/h，车轴加热时表面和心部的温度差小于等于20℃；
（c）保温正火：保温处理4~7小时；
（d）冷却：达到保温时间后，将车轴出炉冷却；
所述热处理工艺的步骤中仅进行一次正火操作。
2.根据权利要求1所述的EA1N车轴钢热处理工艺，其特征在于：所述步骤（d）中冷却为风冷或雾冷。
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