【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种轮装制动盘的热处理方法及装置，属于热处理。
技术介绍
1、随着高速列车速度的提高，对列车制动系统的及时性、安全性和稳定性提出了更高的要求。高速列车制动盘按照安装部位可分为轴装制动盘、轮装制动盘。其中轮装制动盘（以下简称轮盘）由于零件厚度薄，热处理时极易发生变形，导致盘体厚度不均匀，从而影响整体制动系统的平衡性能。为此急需一种既能保证盘体性能又能满足热处理变形的热处理工艺方法来解决这一难题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术存在的高速列车轮装制动盘热处理变形及热处理性能不佳的缺陷，提出一种轮装制动盘的热处理方法，有效的解决目前高速列车轮装制动盘热处理变形不佳的问题，同时提高热处理性能。
2、本专利技术通过以下技术方案解决技术问题：一种轮装制动盘的热处理方法，包括以下步骤：
3、第一步、制动盘毛坯预热，将所述制动盘毛坯经过两次预热处理，第一次加热温度为950-1000℃加热，保温2-4小时，保温结束后空冷至室温；第二次将制动盘毛坯重新加热至850-950℃，保温2-4小时，随炉冷却至600-680℃等温保温2-4小时，保温结束后空冷；
4、第二步，清理预备热处理后的制动盘毛坯表面，进行车削加工，保证制动盘毛坯上下两面的平面度，得到制动盘；
5、第三步，将第二步加工后的制动盘进行调质处理，调质工艺流程为加热—保温—压力淬火—清洗—高温回火—盐水冷却；
6、第四步，对第三步完成的制动盘进行检测得到
7、上述方法的所述第一步中，制动盘毛坯的材料为含碳量0.2-0.3%的低碳合金钢，所述制动盘毛坯为锻件或铸件。
8、加热和保温时均用氮气气氛保护，防止氧化脱碳。
9、所述第二步中，清理时，用抛丸和喷砂的方法清理制动盘毛坯表面的氧化皮，车削加工时，制动盘毛坯上下两端面的平面度小于0.5。
10、所述第三步中，调质工艺流程是将制动盘加热至840-880℃，保温2-4小时，保温时间结束后放入专用模具中，对专用模具的上下端面及内孔施加压力，进行压力淬火，淬火压力为50-70巴，淬火冷却时间0.5-1h；淬火结束后清洗表面残留油渍；清洗完成后进行高温回火；回火温度500-650℃，保温4-6小时，保温时间结束后盐水冷却。高温回火保温结束后，制动盘转移至盐水槽中进行冷却，提高盘体的机械性能。
11、将2-4个规格相同的制动盘叠放在一起加热再一同进行压力淬火。在专用模具淬火时，所述专用模具约束制动盘的上下端面和内孔，以减小其变形。
12、所述淬火温度为840-880℃，淬火温度根据制动盘轮盘体的材料的含碳量及合金元素调整，含碳量和合金元素高的选择淬火温度范围中低的淬火温度，反之选择淬火温度范围中高的淬火温度，淬火时选用冷却能力大于100℃/s的快速淬火油。
13、加热采用阶梯升温，先升至650-700℃保温30min，再加热至淬火温度，升温速度40-80℃/h，淬火保温时，采用氮+甲醇的气氛保护，炉内碳势设定与制动盘材料的含碳量相同，防止其氧化脱碳。
14、所述第四步中，轮装制动盘热处理后，平面跳动小于0.5mm，晶粒度等级细于等于6级。
15、本专利技术进一步提供一种轮装制动盘热处理用装置，包括上、下平面约束工装以及内孔约束工装，所述下平面约束工装上安置轮装制动盘，所述下平面约束工装的中心设有与轮装制动盘相配的内孔约束工装，所述轮装制动盘的内孔套接在内孔约束工装的外围，所述内孔约束工装具有可径向移动并向外伸缩至制动盘内孔的扇形板，所述轮装制动盘的表面安置上平面约束工装；所述上平面约束工装和内孔约束工装接受来自淬火压力机床的液压机构施加的压力。使用时，轮装制动盘首先放置在模具的下平面约束工装上，轮装制动盘内孔放置在内孔约束工装的外围，然后将上平面约束工装放置在轮装制动盘的上平面上，淬火压力机床的液压机构分别对上平面约束工装和内孔约束工装施加压力。内孔约束工装的扇形板可以径向移动，向外伸缩至盘体内孔，防止其椭圆变形。
16、本专利技术中两次预备热处理过程有效的消除盘体铸件或锻件的缺陷，细化晶粒、组织均匀。通过阶梯升温的方法，有效的减小了盘体在调质加热过程中的变形。通过压力淬火的方法，约束淬火过程中的平面和内孔的变形，使盘体在热处理后变形小，保证盘体使用过程中的动平衡。其有益效果是：所得制动盘的盘体组织均匀，晶粒细化，金相组织与机械性能均满足技术要求。
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1.一种轮装制动盘的热处理方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述轮装制动盘的热处理方法，其特征在于：所述第一步中，制动盘毛坯的材料为含碳量0.2-0.3%的低碳合金钢，所述制动盘毛坯为锻件或铸件。
3.根据权利要求2所述轮装制动盘的热处理方法，其特征在于：加热和保温时均用氮气气氛保护。
4.根据权利要求1所述轮装制动盘的热处理方法，其特征在于：所述第二步中，清理时，用抛丸和喷砂的方法清理制动盘毛坯表面的氧化皮，车削加工时，制动盘毛坯上下两端面的平面度小于0.5。
5.根据权利要求1所述轮装制动盘的热处理方法，其特征在于：所述第三步中，调质工艺流程是将制动盘加热至840-880℃，保温2-4小时，保温时间结束后放入专用模具中，对专用模具的上下端面及内孔施加压力，进行压力淬火，淬火压力为50-70巴，淬火冷却时间0.5-1h；淬火结束后清洗表面残留油渍；清洗完成后进行高温回火；回火温度500-650℃，保温4-6小时，保温时间结束后盐水冷却。
6.根据权利要求5所述轮装制动盘的热处理方法，其特征在于：将2-4个规格相同
7.根据权利要求5所述轮装制动盘的热处理方法，其特征在于： 所述淬火温度为840-880℃，淬火温度根据制动盘轮盘体的材料的含碳量及合金元素调整，含碳量和合金元素高的选择淬火温度范围中低的淬火温度，反之选择淬火温度范围中高的淬火温度，淬火时选用冷却能力大于100℃/s的快速淬火油。
8.根据权利要求5所述轮装制动盘的热处理方法，其特征在于：加热采用阶梯升温，先升至650-700℃保温30min，再加热至淬火温度，升温速度40-80℃/h，淬火保温时，采用氮+甲醇的气氛保护，炉内碳势设定与制动盘材料的含碳量相同。
9.根据权利要求1所述轮装制动盘的热处理方法，其特征在于：所述第四步中，轮装制动盘热处理后，布氏硬度偏差小于10HB，平面跳动小于0.5mm，晶粒度等级细于等于6级。
10.一种轮装制动盘热处理用装置，其特征在于：包括上、下平面约束工装以及内孔约束工装，所述下平面约束工装上安置轮装制动盘，所述下平面约束工装的中心设有与轮装制动盘相配的内孔约束工装，所述轮装制动盘的内孔套接在内孔约束工装的外围，所述内孔约束工装具有可径向移动并向外伸缩至制动盘内孔的扇形板，所述轮装制动盘的表面安置上平面约束工装；所述上平面约束工装和内孔约束工装接受来自淬火压力机床的液压机构施加的压力。
...【技术特征摘要】
1.一种轮装制动盘的热处理方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述轮装制动盘的热处理方法，其特征在于：所述第一步中，制动盘毛坯的材料为含碳量0.2-0.3%的低碳合金钢，所述制动盘毛坯为锻件或铸件。
3.根据权利要求2所述轮装制动盘的热处理方法，其特征在于：加热和保温时均用氮气气氛保护。
4.根据权利要求1所述轮装制动盘的热处理方法，其特征在于：所述第二步中，清理时，用抛丸和喷砂的方法清理制动盘毛坯表面的氧化皮，车削加工时，制动盘毛坯上下两端面的平面度小于0.5。
5.根据权利要求1所述轮装制动盘的热处理方法，其特征在于：所述第三步中，调质工艺流程是将制动盘加热至840-880℃，保温2-4小时，保温时间结束后放入专用模具中，对专用模具的上下端面及内孔施加压力，进行压力淬火，淬火压力为50-70巴，淬火冷却时间0.5-1h；淬火结束后清洗表面残留油渍；清洗完成后进行高温回火；回火温度500-650℃，保温4-6小时，保温时间结束后盐水冷却。
6.根据权利要求5所述轮装制动盘的热处理方法，其特征在于：将2-4个规格相同的制动盘叠放在一起加热再一同进行压力淬火，淬火时，所述专用模具约束制动盘的上下端面和内孔。
7.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈金龙，于友军，徐宁，
申请(专利权)人：中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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