一种火车轮的热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种火车轮的热处理方法，属于火车车轮加工技术领域。该一种火车轮的热处理方法，用于对含碳量为0.72%-0.77%的火车轮进行淬火处理，其热处理步骤为：将待处理的火车轮进行加热，加热到奥氏体化温度区间，保温；在冷却时先用水蒸气冷却，火车轮冷却到350-670℃时采用大水量的连续水流对火车轮的表面进行强制喷水冷却。本发明专利技术能提高火车轮的耐磨性和硬度，避免裂纹，加工的产品具有硬度好，耐磨性好的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于火车车轮加工
，更具体地说，涉及增强火车轮硬度和耐磨性的。
技术介绍
随着铁路的发展，中国火车轮的需求也在增大。铁道部印发的《国家铁路“十二五”发展规划》提出“十二五”铁路发展的基本原则是坚持科·学发展，有序推进铁路建设；坚持安全发展，确保安全持续稳定；坚持创新发展，全面推进铁路现代化；坚持可持续发展，重视铁路经营效益；坚持协调发展，实现综合效益最大化；坚持绿色发展，提高资源利用效率。其中还提到，“十二五”铁路发展的目标是到2015年全国铁路营业里程达12万公里左右，其中西部地区铁路5万公里左右，复线率和电化率分别达到50%和60%左右，初步形成便捷、安全、经济、高效、绿色的铁路运输网络，基本适应经济社会发展需要。由此可见，以后铁路的发展速度越来越快，火车轮的需求也越来越多，对火车轮的质量要求也越来越高。火车轮原来国内的加工工艺为钢锭切割一加热一30MN水压机墩粗一80MN水压机成型一卧式车轮轧机轧制一30MN水压机压弯、冲孔、打印一等温一淬火一回火一性能检查一抛丸除鳞一半成品尺寸检查一机加工一冷打字一超声波探伤一磁粉探伤一抛丸(强化辐板)一静平衡试验一钻镗注油孔一成品(尺寸及硬度)检查一涂油、包装一入库等步骤。现在采用国外的先进加工工艺，改进后的主要流程为钢锭切割一加热一30MN水压机墩粗—80MN水压机成型一卧式车轮轧机轧制一30MN水压机压弯、冲孔、打印一等温一淬火一回火一检查一入库。不管是新旧工艺，其中的淬火步骤都非常的关键，随着铁路运输向高速、高负荷方向的发展，对火车轮的耐磨性、高疲劳强度的要求越来越高，同时对于硬度的要求也越来越高，现在国内外的火车轮热处理时普遍采用的淬火工艺为将火车轮加热到奥氏体化温度后，对其表面进行连续的喷水冷却，在表面获得马氏体。这样的热处理工艺表面硬度最高，内部的硬度不足，而且在淬火时容易产生裂纹。中国专利号02113182. 1，公开日2003年05月28日，公开了一份名称为一种改善车削加工性能的火车车轮热处理方法，该专利技术公开了一种铁路用辗钢整体车轮热处理的方法，其步骤为制备一个保持在奥氏体区域的高温状态的车轮，在自然环境温度下采用喷水冷却的方式，使车轮踏面表面温度冷至550-600°C，停止喷水，静置车轮至表面温度回升到650-720°C之间时，或者采用强制风冷的方式，使车轮踏面表面温度冷却至650-720°C时，再对踏面进行强制喷水冷却。该专利技术能显著改善车轮的车削加工性能，同时克服了现有技术制造的车轮接触疲劳强度和耐磨性差，车轮中、后期使用寿命短的缺陷。该专利技术主要是针对原来的先淬火后机加工的热处理工艺，但是操作复杂，实际操作中，温度无法及时准确测量，存在实际操作难度大，加工成本高的问题。
技术实现思路
要解决的问题针对现有火车轮热处理时，淬火中，表面硬度高，内部硬度不足，容易产生裂纹、耐磨性差和整体硬度不足的问题，本专利技术提供，能提高火车轮的整体硬度。技术方案 为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下 ，用于对含碳量为O. 72%-0. 77%的火车轮进行淬火处理，其热处理步骤为将待处理的火车轮进行加热，加热到奥氏体化温度区间，保温；在冷却时先用水蒸气冷却，火车轮冷却到350-670°C时采用大水量的连续水流对火车轮的表面进行强制喷水冷却。 进一步地，所述的水蒸气冷却加热后的火车轮时的水蒸气的流速为O. 8_3m3/s。更进一步地,所述的水蒸气从火车轮的四周喷向火车轮的表面。更进一步地,所述的大水量的连续水流的流速为40_55L/min。进一步地,所述的大水量的连续水流的水中还含有增泡剂。有益效果 相比于现有技术，本专利技术的有益效果为 (O本专利技术通过在对火车轮淬火冷却时先用O. 8-3m3 /s的水蒸气冷却，水蒸气在流动时带走大量热量，相对原来的水冷的方式，火车轮表面的冷却速度变慢，火车轮心部向外表面的温度传导加快，心部的冷却速度相对于水冷，冷却速度加快，获得的硬度层增厚，而且不容易产生裂纹； (2)本专利技术采用大水量的连续水流的流速为40-55L/min，火车轮的冷却速度快，表层的马氏体层增厚，淬火得到的火车轮的耐磨性高； (3)本专利技术水中还含有增泡剂，水在40-55L/min的流速下容易产生大量的气泡，这些气泡在火车轮的表面急速破裂，破裂的过程中带走大量的能量，进一步加快了火车轮的冷却速度，提高火车轮的耐磨性和硬度。附图说明图1为水蒸气的流速与火车轮的冷却速度的关系图。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细描述。，用于对含碳量为O. 72%-0. 77%的火车轮进行淬火处理，其热处理步骤为将待处理的火车轮进行加热，加热到奥氏体化温度区间，保温；在冷却时先用水蒸气冷却，火车轮冷却到350-670°C时采用大水量的连续水流对火车轮的表面进行强制喷水冷却。350-670°C设置的区间比较宽，在这个温度区间能都可以随时转换为水冷，符合工厂里面的实际情况，方便工人的测量，及时的转换为水冷。所述的水蒸气冷却加热后的火车轮时水蒸气的流速为O. 8_3m3/S。水蒸气从火车轮的四周喷向火车轮的表面。水蒸气的流速在这个区间内能取得良好的冷却效果，流速过小会导致获得不了足够的马氏体，过大不但成本增高，而且冷却速度会趋向于不变，继续增大水蒸气的流速，反而会降低冷却的速度，如图1所示，图中横轴为水蒸气的流速(单位为m3/s)，纵轴为冷却速度(单位为。C /s)，所以综合考虑，本专利技术采用水蒸气的流速为O. 8-3m3/s。大水量的连续水流的流速为40-55L/min。水中还含有增泡剂。水在40-55L/min的流速下容易产生大量的气泡，这些气泡在火车轮的表面急速破裂，破裂的过程中带走大量的能量，进一步加快了火车轮的冷却速度，提高火车轮的耐磨性和硬度。实施例1 ，用于对含碳量为O. 75%的火车轮进行淬火处理，其热处理步骤为将待处理的火车轮进行加热，加热到奥氏体化温度区间，保温；在冷却时先用流速为3m3/s水蒸气冷却，火车轮冷却到390°C时采用含有增泡剂、流速为45L/min的大水量的连续水流对火车轮的表面进行强制喷水冷却。车轮13cm以内深度的部分的硬度都达到了IOHBff以上。处理后的火车轮没有裂纹，耐磨性好。实施例2 ，用于对含碳量为O. 77%的火车轮进行淬火处理，其热处理步骤为将待处理的火车轮进行加热，加热到奥氏体化温度区间，保温；在冷却时先用流速为O. 8m3/s水蒸气冷却，水蒸气从火车轮的四周喷向火车轮的表面。火车轮冷却到350°C时采用含有增泡剂、流速为55L/min的大水量连续水流对火车轮的表面进行强制喷水冷却。车轮Ilcm以内深度的部分的硬度都达到了 10HBW以上。处理后的火车轮没有裂纹，耐磨性好。实施例3 ，用于对含碳量为O. 72%%的火车轮进行淬火处理，其热处理步骤为将待处理的火车轮进行加热，加热到奥氏体化温度区间，保温；在冷却时先用流速为2. 5m3/s水蒸气冷却，水蒸气从火车轮的四周喷向火车轮的表面。火车轮冷却到670°C时采用含有增泡剂、流速为43L/min的大水量连续水流对火车轮的表面进行强制喷水冷却。车轮13cm以内深度的部分的硬度都达到了 10HBW以上。处理后的火车轮没有裂纹，耐磨性好本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火车轮的热处理方法，用于对含碳量为0.72%?0.77%的火车轮进行淬火处理，其热处理步骤为：将待处理的火车轮进行加热，加热到奥氏体化温度区间，保温；其特征在于，在冷却时先用水蒸气冷却，火车轮冷却到350?670℃时采用大水量的连续水流对火车轮的表面进行强制喷水冷却。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高金菊，
申请(专利权)人：高金菊，
类型：发明
国别省市：