Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki cieplnej osi, zwlaszcza ze stali weglowej, do zestawów ko¬ lowych pojazdów szynowych, zwlaszcza kolejowych, polegajacy na austenityzowaniu i chlodzeniu osi.Znany sposób obróbki cieplnej osi ze stali weglowej do zestawów kolowych pojazdów szynowych kolejowych polega na tym, ze po przeprowadzeniu obróbki plastycznej os bez wstepnej zgrubnej obróbki mechanicznej poddaje sie normalizowaniu. Normalizowanie osi ze stali weglowej przykladowo zawierajacej okolo 0,4% wegla i 0,8% manganu polega na nagrzaniu osi do temperatury wyzszej od temperatury przemiany Acjo okolo 40°C, to jest do temperatury 850-880°C, austenityzowaniu w tej temperaturze i chlodzeniu w spokojnym powietrzu do temperatury otoczenia w celu uzyskania jednolitego i drobnego ziarna. Dla poprawienia niektórych wlasnosci mechanicznych os po normalizowaniu dodatkowo wygrzewa sie w temperaturze okolo 600°C i chlodzi sie w spokojnym powietrzu do temperatury otoczenia. Po tak przeprowadzonej obróbce cieplnej os ma jednakowe wlasnosci mechaniczne w calym przekroju, twardosc materialu osijest nizsza od 200 HB, a wytrzymalosc materialu osi na rozciagnie wynosi 500-650 MPa. Taka os z uwagi na niskie i jednakowe wlasnosci mechaniczne oraz brak naprezen wlasnych w przekroju poprze¬ cznym jest szczególnie wrazliwa podczas eksploatacji na mechaniczne uszkodzenia powierzchni w postaci skaleczen lub wgniecen oraz na pekniecia zmeczeniowe zainicjowane wadami materialowymi w postaci wtracen niemetalicznych, rzadzizn i wlosowatosci struktury. Ponadto powierzchnie osi w miejscu osadzenia pierscieni lozysk tocznych wykazuja mala nosnosc objawiajaca sie obluzowywaniem sie tych pierscieni w eksploatacji, a powierzchnia polaczenia wtlaczanego osi z piasta kola wykazuje mala odpornosc na korozje cierna, która równiez inicjuje pekniecia zmeczeniowe. Mala twardosc powierzchni podpiasc i brak naprezen wlasnych sciskajacych w warstwie przypowierzchniowej materialu osi sprzyjaja zacieraniu sie powierzchni polaczenia wtlaczanego, a zatem ograniczaja ilosc mozliwych wymian kól.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu obróbki cieplnej osi, zwlaszcza ze stali weglowej, do zestawów kolowych pojazdów szynowych zwlaszcza kolejowych, umozliwiajacego otrzymywanie osi o wysokich wlasnosciach mechanicznych i korzystnym ukladzie naprezen wlasnych zapewniajacym wysoka wytrzymalosc zmeczeniowa osi i odpornosc powierzchni osi na uszkodzenia mechaniczne oraz przeciwdzia¬ lajacym luzowaniu sie pierscieni lozysk tocznych osadzonych na osi.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze po obróbce plastycznej i zgrubnej obróbce skrawaniem os nagrzewa sie i austenityzuje w temperaturze hartowania, po czym os wprowadza sie w ruch obrotowy wokól jej osi symetrii i chlodzi sie przynajmniej podpiascia i/lub czopy osi w polozeniu poziomym woda lub roztworem wodnym przez taki czas, aby przynajmniej w chlodzonej warstwie przypowierzchniowej mate¬ rialu osi rozklad austenitu nastepowal w zakresie temperatur 500-6.50°C, po czym os chlodzicie w powietrzu2 11S 535 do temperatury otoczenia lub po schlodzeniu woda lub roztworem wodnym os wygrzewa sie w temperaturze 440-690°C przez 1-2 godzin, a nastepnie oschlodzi siew powietrzu do temperatury otoczenia ewentualnie po schlodzeniu woda lub roztworem wodnym os wygrzewa sie w temperaturze 440-690°C przez 1-2 godzin, a nastepnie os wprowadza sie w ruch obrotowy wokól jej osi symetrii i chlodzi sie przynajmniej podpiascia i/lub czopy osi w polozeniu poziomym woda lub roztworem wodnym w przyblizeniu do temperatury wody chlodzacej lub roztworu wodnego chlodzacego. Korzystnie jest, jezeli os chlodzi sie woda lub roztworem wodnym przez zanurzenie przynajmniej podpiasc i/lub czopów osi w wodzie lub roztworze wodnym.Korzystnie jest równiez, jezeli os chlodzi sie woda lub roztworem wodnym przez natrysk wody lub roztworu wodnego przynajmniej na podpiascia i/lub czopy osi.Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest otrzymanie obrobionej cieplnie osi o wysokich wlasnosciach mechanicznych, korzystnym ukladzie naprezen wlasnych i drobnoziarnistej strukturze. Korzystny uklad naprezen wlasnych w przekroju poprzecznym osi polega na tym, ze naprezenia wlasne sciskajace sa zlokalizo¬ wane w warstwie o znacznej grubosci przy powierzchni osi, która to warstwa w eksploatacji jest znacznie wytezona, natomiast naprezenia wlasne rozciagajace obejmuja srodkowa czesc przekroju poprzecznego osi.Taki uklad naprezen wlasnych oraz wysokie wlasnosci mechaniczne zapewniaja wysoka wytrzymalosc zmeczeniowa osi i odpornosc powierzchni na uszkodzenia mechaniczne oraz na korozje cierna jak równiez przeciwdzialaja luzowaniu sie w eksploatacji pierscieni lozysk tocznych osadzonych na czopach osi, a zatem powoduja zwiekszenie bezpieczenstwa ruchu kolejowego i zwiekszaja zywotnosc eksploatacyjna osi. Zaleta wynalazku jest takze uzycie taniego, niepalnego oraz nieuciazliwego dla obslugi i otoczenia czynnika chlodzacego, jakim jest woda ewentualnie roztwór wodny. Sposób wedlug wynalazku charakteryzuje sie ponadto bardzo duza wydajnoscia oraz powtarzalnoscia parametrów procesu i otrzymywanych wyników.Sposób wedlug wynalazku daje sie calkowicie zautomatyzowac.Przyklad I. Os ze stali weglowej konstrukcyjnej zawierajacej okolo 0,4% wegla i 0,8% manganu po obróbce plastycznej i zgrubnej obróbce skrawaniem nagrzewa sie iaustenityzuje w temperaturze okolo 870°C stanowiacej temperature hartowania, po czym os wprowadza sie w ruch obrotowy wokól jej osi symetrii i chlodzi sie w polozeniu poziomym przez czas okolo 90 sekund woda o temperaturze okolo 45°C natryski¬ wana pod cisnieniem 0,3 MPa na podpiascia, czopy oraz przejscia podpiasc w czopy i przejscia podpiasc w czesc srodkowa osi, na skutek czego poddane dzialaniu natrysku wody powierzchnie osi zostaja szybko schlodzone do temperatury okolo 500°C, co zapewnia rozklad austenitu w chlodzonej warstwie przypo¬ wierzchniowej materialu osi w zakresie temperatur 500-650°C. Nastepnie os chlodzi sie w spokojnym powietrzu do temperatury otoczenia. Po tak przeprowadzonej obróbce cieplnej uzyskuje sie w chlodzonej woda warstwie przypowierzchniowej materialu osi strukture sorbitu o twardosci okolo 250 HB, natomiast w warstwach polozonych glebiej strukture drobnego perlitu o twardosci okolo 220 HB. Przy duzej twardosci osi ma bardzo dobre wlasnosci plastyczne, na przyklad wydluzenie wieksze od 19%, przewezenie wieksze od 40%, udarnosc KCU wieksza od 30 J oraz granice plastycznosci okolo 400 MPa. W chlodzonej woda warstwie przypowierzchniowej materialu osi o grubosci rzedu kilkunastu milimetrów wystepuja naprezenia wlasne sciskajace o wartosci kilkudziesieciu MPa, równowazone naprezeniami wlasnymi rozciagajacymi wystepujacymi w srodkowej czesci przekroju poprzecznego osi.Przykladu. Osze stali weglowej konstrukcyjnej zawierajacej okolo 0,4% wegla i 0,8% manganu po obróbce plastycznej i zgrubnej obróbce skrawaniem nagrzewa sie i austenityzuje w temperaturze okolo 870°C, po czym os wprowadza sie w ruch obrotowy wokóljej osi symetrii i chlodzi sie przez zanurzenie jej w polozeniu poziomym na glebokosc 1/3 srednicy podpiasc osi w 15% roztworze wodnym koncentratu rozpuszczalnych w wodzie polimerów (na przyklad Wodol 3 lub Aauatensid) o temperaturze okolo 40°C do uzyskania na powierzchni osi temperatury okolo 500°C, na skutek czego rozklad dlugosci osi przebiega w zakresie temperatur 500-650°C. Nastepnie os wygrzewa sie w temperaturze 550°C przez czas okolo 1,5 godziny, po czym os chlodzi sie w spokojnym powietrzu do temperatury otoczenia. Po tak przeprowadzonej obróbce cieplnej wlasnosci mechaniczne materialu osi sa podobne jak po obróbce cieplnej przytoczonej w przykladzie I ztym, ze naprezenia wlasne sciskajace w warstwie przypowierzchniowej materialu osi sabardzo male rzedu kilku MPa.Przyklad III. Os ze stali weglowej konstrukcyjnej zawierajacej okolo 0,4% wegla i 0,8% manganu po obróbce plastycznej i zgrubnej obróbce skrawaniem nagrzewa sie i austenityzuje w temperaturze 870°C po czym os wprowadza sie w ruch obrotowy wokóljej osi symetrii i chlodzi sie przez zanurzenie jej w polozeniu poziomym na glebokosc 1/3 srednicy podpiasc osi w wodzie o temperaturze okolo 50°C, na skutek czego rozklad austenitu w warstwie przypowierzchniowej materialu na calej dlugosci osi przebiega w zakresie temperatur 500-650°C. Nastepnie os wygrzewa sie w temperaturze okolo 520°C przez czas 1 godziny, po czym os wprowadza sie w ruch obrotowy wokóljej osi symetrii i chlodzi sie przez calkowitejej zanurzenie w polozeniu poziomym w wodzie o temperaturze okolo 60°C w przyblizeniu do temperatury wody chlodzacej.Pó tak przeprowadzonej obróbce cieplnej os posiada wlasnosci mechaniczne i naprezenia wlasne podobne jak po obróbce cieplnej przytoczonej w przykladzie L118535 3 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób obróbki cieplnej osi,zwlaszcza ze stali weglowej, do zestawów kolowych pojazdówszynowych zwlaszcza kolejowych, polegajacy na austenityzowaniu i chlodzeniu osi, znamienny tym, ze po obróbce plastycznej i zgrubnej obróbce skrawaniem os nagrzewa sie i austenityzuje w temperaturze hartowania, po czym os wprowadza sie w ruch obrotowy wokól jej osi symetrii i chlodzi sie przynajmniej podpiascia i/lub czopy osi w polozeniu poziomym woda lub roztworem wodnym przez taki czas, aby przynajmniej w chlodzonej warstwie przypowierzchniowej materialu osi rozklad austenitu nastepowal w zakresie temperatur 500-650°C, po czym os chlodzi sie w powietrzu do temperatury otoczenia lub po schlodzeniu woda lub roztworem wodnym os wygrzewa sie w temperaturze 440-690°C przez 1-2 godzin, a nastepnie os chlodzi sie w powietrzu do temperatury otoczenia ewentualnie po schlodzeniu woda lub roztworem wodnym os wygrzewa sie w temperaturze 440-650°C przez 1-2 godzin, a nastepnie os wprowadza sie w ruch obrotowy wokól jej osi symetrii i chlodzi sie przynajmniej podpiascia i/lub czopy osi w polozeniu poziomym woda lub roztworem wodnym w przyblizeniu do temperatury wody chlodzacej lub roztworu wodnego chlodzacego. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze os chlodzi sie woda lub roztworem wodnym przez zanurzenie przynajmniej podpiasc i/lub czopów osi w wodzie lub roztworze wodnym. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze os chlodzi sie woda lub roztworem wodnym przez natrysk wody lub roztworu wodnego przynajmniej na podpiascia i/lub czopy osi. PL