Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki cieplnej bezobreczowych kclpojazdów szynowych zwtesz- czaa kolejowych, polegajacy na chlodzeniu zanurzeniowym kola austenityzowanego o temperaturze harto¬ wania w cieczy chlodzacej.Znany jest sposób obróbki cieplnej bezobreczowych kól pojazdów szynowych kolejowych, który polega na tym, ze kolo ochlodzone w powietrzu po walcowaniu do temperatury otoczenia wprowadza sie do pieca, w którym koto poddaje sie austenityzowaniu w temperaturze 780-870°C zaleznej od skladu chemicznego materialu kola. Nastepnie kolo zanurza sie calkowicie w polozeniu pionowym w oleju o temperaturze okolo 60°C na okres 8-15 minut zalezny od masy kola i charakterystyki oleju, po czym kolo wyjmuje sie z oleju. W wyniku ochlodzenia kola w oleju cienka tarcza kola ulega zahartowaniu na skutek duzo wiekszej szybkosci jej chlodzenia niz wienca i piasty kola, a zatem uzyskuje duzo wieksza twardosc niz wieniec i piasta kola. Kolo ochlodzone w oleju oczyszcza sie z oleju, po czym wprowadza sie do pieca, nagrzewa sie do temperatury 440-690°C zaleznej od skladu chemicznego i zalozonych wlasnosci mechanicznych materialu kola i wyg¬ rzewa sie przez czas 1-2 godzin. Nastepnie kolo wyjmuje sie z pieca i poddaje sie chlodzeniu w spokojnym powietrzu.Sposób ten posiada szereg niedogodnosci obnizajacych wydajnosc procesu oraz majacych niekorzystny wplyw na bezpieczenstwo i higiene pracy ludzi obslugujacych proces i na jakosc otrzymywanych kól bezobreczowych. Zanurzanie w oleju i wyciaganie nagrzanego wczesniej kola bezobreczowego powoduje powstawanie duzej ilosci par oleju oraz produktówgazowych tworzacych sie w wyniku utleniania oleju. Pary oleju i produkty gazowe spalania oleju zanieczyszczaja srodowisko naturalne i oddzialywuja szkodliwie na zdrowie ludzi.Nastepnie przed przeniesieniem kola do pieca w celu odpuszczenia kolo wymaga oczyszczenia z resztek oleju na przyklad droga plukania w rozpuszczalnikach lub kapielach odtluszczajacych, gdyz w przeciwnym razie w czasie nagrzewania w piecu przy odpuszczaniu wydzielaja sie pary oleju i sadza, zanieczyszczajace piec i tworzace z powietrzem mieszaniny wybuchowe.Oczyszczanie odtluszczajace jest bardzo uciazliwe i pracochlonne, a w zwiazku z tym i bardzo kosztowne ze wzgledu na koniecznosc neutralizacji zuzytych roztworów odtluszczajacych oraz potrzebe ich okresowej wymiany. Stosowanie srodków odtluszczajacych jest bardzo niebezpieczne dla otoczenia i oddzialywuje szkodliwie na organizm ludzki. Inna niedogodnoscia jest stosunkowo dlugi okres czasu chlodzenia kola w oleju, obnizajacy wydaj¬ nosc procesu. Na skutek odpadania od chlodzonego kola znacznych ilosci zgorzeliny istnieje koniecznosc okresowego usuwania zgorzeliny gromadzacej sie na dnie zbiornika zawierajacego olej. Wraz ze zgorzelina sa usuwane ze zbiornika znaczne ilosci oleju, co powoduje znaczne dodatkowe straty oleju. Zgorzelina wraz z2 118365 olejem wydobyta ze zbiornika tworzy produkt trudny do dalszego wykorzystania w przemysle, a takie niebezpieczny dla srodowiska naturalnego. Oprócz tego kolo bezobreczowe po schlodzeniu w oleju i odpuszczeniu posiada niekorzystny uklad struktur i naprezen wlasnych sprzyjajacy pekaniu kola w eksploa¬ tacji, co zmniejsza bezpieczenstwo ruchu kolejowego.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze piaste i tarcze a ewentualnie równiez powierzchnie boczna wienca kola austenityzowanego o temperaturze hartowania oslania sie przynajmniej pojednej stronie kola, a nastepnie tak osloniete kolo zanurza sie co najmniej jeden raz w polozeniu poziomym w wodzie lub roztworze wodnym i chlodzi sie w tej wodzie lub roztworze wodnym przez taki czas, aby rozklad austenitu w warstwie materialu wienca kola, przewidzianej na zuzycie, nastepowal w zakresie temperatur 50O-650°C, po czym kolo chlodzi siew powietrzu do temperatury otoczenia lub po schlodzeniu w wodzie lub roztworze wodnym kolo wygrzewa sie w temperaturze 440-690°C przez czas 1-2 godzin, a nastepnie chlodzi sie w powietrzu do temperatury otoczenia ewentualnie po schlodzeniu w wodzie lub roztworze wodnym kolo wygrzewa sie w temperaturze 440-690PC przez czas 1-2 godzin, a nastepnie chlodzi sie wieniec kola woda lub roztworem wodnym w przyblizeniu do temperatury wody chlodzacej lub roztworu wodnego chlodzacego. Rozklad austenitu w przewidzianej na zuzycie warstwie materialu wienca kola w zakresie temperatur 500-650°C zapewnia uzyskanie optymalnych wlasnosci mechanicznych i eksploatacyjnych kól bezobreczowych.Zaleta wynalazku jest otrzymanie obrobionego cieplnie kola bezobreczowego o dobrych wlasnosciach mechanicznych, korzystnym rozkladzie naprezen wlasnych, drobnoziarnistej strukturze perlityczno- ferrytycznej o korzystnym ksztalcie i rozmieszczeniu cementytu w perikie a zatem o duzej trwalosci.Korzystny rozklad naprezen wlasnych w bezobreczowym kole polega na tym, ze w warstwie przy powierzch¬ niach wienca kola, stykajacych sie podczas chlodzenia z woda, sa zlokalizowane naprezenia sciskajace obwodowe, a w srodkowej czesci przekroju poprzecznego wienca kola oraz w warstwie przy powierzchniach wienca kola, oslonietych pokrywami, sa zlokalizowane naprezenia rozciagajace obwodowe, natomiast na skutek promieniowego odprowadzania ciepla z tarczy i czesciowo z piasty w kierunku wienca kola, w strefie przejscia wienca w tarcze kola sa zlokalizowane naprezenia sciskajace obwodowe, a w tarczy kola sa zlokalizowane naprezenia rozciagajace promieniowe rosnace stopniowo w kierunku piasty kola oraz napre¬ zenia sciskajace obwodowe powstajace na skutek dzialania naprezen rozciagajacych promieniowych wyste¬ pujacych w tarczy kola. Taki rozklad naprezen wlasnych zapewnia wysoka wytrzymalosc na zmeczenie mechaniczne i cieplne wienca kola, a zatem zmniejsza ryzyko powstawania pekniec poprzecznych kola w eksploatacji.W przypadku powstania pekniecia zmeczeniowego na powierzchni tocznej lub krawedzi kola pekniecie to nie rozprzestrzenia sie dalej poza strefe wienca kola, gdyz istniejace naprezenia sciskajace obwodowe w wiencu i w strefie przejscia wienca w tarcze kola hamuja szybkosc rozprzestrzeniania sie pekniecia i ewentualnieje zatrzymuja, co zwieksza mozliwosc latwego wczesnego wykrycia zaistnialego pekniecia, a tym samym podnosi bezpieczenstwo ruchu kolejowego. Uzyskanie w wiencu kola drobnoziarnistej struktury perlityczno-ferrytycznej materialu kola z cementytem w postaci plytek rozmieszczonych równomiernie w perlicie w mafcj odleglosci od siebie zapewnia takze wysoka odpornosc wienca kola na zuzycie scierne. Dalsza zaleta wynalazku jest uzycie taniego, niepalnego, nietoksycznego i zarazem nieuciazliwego dla obslugi i otoczenia czynnika chlodzacego, jakim jest woda ewentualnie roztwór wodny.Sposób wedlug wynalazku moze byc szczególnie przydatny przy obróbce cieplnej bezobreczowych kól bezposrednio po walcowaniu najkorzystniej wtedy, gdy stal przed walcowaniem kola zostala wczesniej obrobiona przeciwplatkowo. Sposób wedlug wynalazku charakteryzuje sie ponadto bardzo duza wydajnos¬ cia oraz pelna odtwarzalnoscia parametrów procesu i otrzymywanych wyników, a jednoczesnie pozwala na zoszczedzenie dodatkowo jeszcze znacznych ilosci energii cieplnej jak równiez i pracochlonnosci.Przyklad I. Kolo bezobreczowe, austenityzowane o temperaturze hartowania, wykonane ze stali weglowej konstrukcyjnej o zawartosci wegla okolo 0,60%, z przewidziana na zuzycie weksploatacji warstwa materialu wienca o grubosci 25 mm, umieszcza sie strona wewnetrzna na pokrywie przylegajacej krawedzia obwodowa, do powierzchni bocznej wienca kola przy jego obrzezu. Pokrywa ta oslania sie zatem przed kontaktem z woda po jednej stronie kolajego piaste, tarcze i powierzchnie boczna wienca. Takosloniete kolo zanurza siejeden raz do wysokosci okolo 20mm od górnej krawedzi obwodowej kola w polozeniu poziomym oslonieta strona od dolu w wodzie o temperaturze okolo 75°C i chlodzi sie do uzyskania na powierzchni tocznej kola, stykajacej sie z woda, temperatury okolo 500°C, na skutek czego w warstwie materialu wienca kola, przewidzianej na zuzycie w eksploatacji, rozklad austenitu przebiega w zakresie temperatur 500-650°C.Nastepnie kolo zdejmuje sie z pokrywy i chlodzi sie dalej w spokojnym powietrzu do temperatury otoczenia.Po tak przeprowadzonej obróbce cieplnej twardosc warstwy materialu kola przewidzianej na zuzycie wynosi 240-260 HB.Przyklad II. Kolo bezobreczowe, wykonane ze stali weglowej konstrukcyjnej o zawartosci wegla okolo 0,60%, z przewidziana na zuzycie w eksploatacji warstwa materialu wienca wynoszaca 25 mm, nagrzane w piecu do temperatury hartowania, umieszcza sie na jednej pokrywie, a nastepnie kolo to przykrywa sie druga pokrywa, przy czym obie pokrywy przylegaja swoimi krawedziami obwodowymi do118 365 3 powierzchni bocznych wienca kola w polowie grubosci tego wienca. Pokrywami oslania sie wiec przed kontaktem z roztworem wodnym po obu stronach kola jego piaste, tarcze i czesciowo powierzchnie boczne wienca. Tak osloniete kolo zanurza sie calkowicie dwa razy w odstepie okolo 15 sekund w polozeniu poziomym w roztworze wodnym zwiazków organicznych z grupy alkoholi z dodatkami uszlachetniajacymi o temperaturze 40°C i chlodzi sie kazdorazowo do uzyskania na powierzchni kola, stykajacych sie z roztworem wodnym, temperatury okolo 500°C, na skutek czego w warstwie materialu wienca kola, przewidzianej na zuzycie w eksploatacji, rozklad austenitu przebiega w zakresie temperatur 500-650°C. Nastepnie kolo uwalnia sie od pokryw, umieszcza sie w piecu i wygrzewa sie w temperaturze okolo 570°C przez czas okolo 1 godziny, po czym kolo wyjmuje sie z pieca i chlodzi sie w spokojnym powietrzu do temperatury otoczenia.Po tak przeprowadzonej obróbce cieplnej twardosc powierzchni tocznej kola przyjmuje wartosc okolo 260HB i obniza sie bardzo lagodnie w kierunku promieniowym do wartosci okolo 250 HB na glebokosci okolo 25 mm pod powierzchnia toczna kola.Przyklad III. Kolo bezobreczowe, wykonane ze stali weglowej konstrukcyjnej o zawartosci wegla okolo 0,60%, z przewidziana na zuzycie w eksploatacji warstwa materialu wienca o grubosci 25 mm, nagrzane w piecu do temperatury hartowania, umieszcza sie na jednej pokrywie, a nastepnie kolo to przykrywa sie druga pokrywa, przy czym obie pokrywy przylegaja swoimi krawedziami obwodowymi do powierzchni bocznych wienca kola w odleglosci okolo 15 mm od krawedzi przejscia wienca w tarcze kola.Pokrywami oslania sie wiec przed kontaktem z woda po obu stronach kolajego piaste, tarcze i czesciowo obie powierzchnie boczne wienca. Takosloniete kolo zanurza sie calkowiciedwa razy w odstepie okolo 15sekund w polozeniu poziomym w wodzie o temperaturze okolo 60°C i chlodzi sie kazdorazowo do uzyskania na powierzchni kola, stykajacej sie z woda, temperatury 500?C, na skutek czego w warstwie materialu wienca kola, przewidzianej na zuzycie w eksploatacji, rozklad austenitu przebiega w zakresie temperatur 500-650°C.Nastepnie kolo uwalnia sie od pokryw, umieszcza sie w piecu i wygrzewa sie w temperaturze okolo 560°C przez czas okolo 1 godziny, po czym kolo wyjmuje sie z pieca, umieszcza sie najednej pokrywie i przykryw a sie druga pokrywa, przy czym obie pokrywy przylegaja swoimi krawedziami obwodowymi do powierzchni bocznych wienca kola w poblizu przejscia wienca w tarcze kola. Pokrywami oslania sie zatem przed kontaktem z woda po obu stronach kola tylko jego piaste i tarcze. Takosloniete kolo zanurza sie calkowicie jeden raz w polozeniu poziomym w wodzie o temperaturze okolo 65°C i chlodzi sie wieniec kola w wodzie w przyblizeniu do temperatury wody chlodzacej. W wyniku takiej obróbki cieplnej twardosc powierzchni tocznej kola przyjmuje wartosc 270-280 HB i zmniejsza sie stopniowo w kierunku promieniowym do wartosci okolo 255 HB na glebokosci okolo 25 mm pod powierzchnia toczna kola.Zastrzezenie patentowe Sposób obróbki cieplnej bezobreczowych kól pojazdów szynowych zwlaszcza kolejowych, polegajacy na chlodzeniu zanurzeniowym kola austenityzowanego o temperaturze hartowania w cieczy chlodzacej. znamienny tym, ze piaste i tarcze a ewentualnie równiezpowierzchnie boczna wienca kola austenityzowanego o temperaturze hartowania oslania sie przynajmniej po jednej stronie kola, a nastepnie tak osloniete kolo zanurza sie co najmniejjeden raz w polozeniu poziomym w wodzie lub roztworze wodnym i chlodzi sie w tej wodzie lub roztworze wodnym przez taki czas, aby rozklad austenitu w warstwie materialu wienca kola, przewidzianej na zuzycie, nastepowal w zakresie temperatur 500-650°C, po czym kolo chlodzi sie w powietrzu do temperatury otoczenia lub po schlodzeniu w wodzie lub roztworze wodnym kola wygrzewa sie w temperaturze 440-690°C przez czas 1-2 godzin, a nastepnie chlodzi sie w powietrzu do temperatury otoczenia ewentualnie po schlodzeniu w wodzie lub roztworze wodnym kolo wygrzewa sie w temperaturze 440-690PC przez czas 1-2 godzin, a nastepnie chlodzi sie wieniec kola woda lub roztworem wodnym w przyblizeniu do temperatury wody chlodzacej lub roztworu wodnego chlodzacego. PL