[發明專利]一種火車輪的熱處理方法

無效

• 申請號: 201210425834.8
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102994719A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 高金菊
• 申請（專利權）人: 高金菊
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00;C21D1/18
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明屬于火車車輪加工技術領域，更具體地說，涉及增強火車輪硬度和耐磨性的一種火車輪的熱處理方法。

背景技術

隨著鐵路的發展，中國火車輪的需求也在增大。鐵道部印發的《國家鐵路“十二五”發展規劃》提出“十二五”鐵路發展的基本原則是：堅持科學發展，有序推進鐵路建設；堅持安全發展，確保安全持續穩定；堅持創新發展，全面推進鐵路現代化；堅持可持續發展，重視鐵路經營效益；堅持協調發展，實現綜合效益最大化；堅持綠色發展，提高資源利用效率。其中還提到，“十二五”鐵路發展的目標是：到2015年全國鐵路營業里程達12萬公里左右，其中西部地區鐵路5萬公里左右，復線率和電化率分別達到50%和60%左右，初步形成便捷、安全、經濟、高效、綠色的鐵路運輸網絡，基本適應經濟社會發展需要。由此可見，以后鐵路的發展速度越來越快，火車輪的需求也越來越多，對火車輪的質量要求也越來越高。

火車輪原來國內的加工工藝為：鋼錠切割→加熱→30MN水壓機墩粗→80MN水壓機成型→臥式車輪軋機軋制→30MN水壓機壓彎、沖孔、打印→等溫→淬火→回火→性能檢查→拋丸除鱗→半成品尺寸檢查→機加工→冷打字→超聲波探傷→磁粉探傷→拋丸（強化輻板）→靜平衡試驗→鉆鏜注油孔→成品（尺寸及硬度）檢查→涂油、包裝→入庫等步驟。現在采用國外的先進加工工藝，改進后的主要流程為：鋼錠切割→加熱→30MN水壓機墩粗→80MN水壓機成型→臥式車輪軋機軋制→30MN水壓機壓彎、沖孔、打印→等溫→淬火→回火→檢查→入庫。不管是新舊工藝，其中的淬火步驟都非常的關鍵，隨著鐵路運輸向高速、高負荷方向的發展，對火車輪的耐磨性、高疲勞強度的要求越來越高，同時對于硬度的要求也越來越高，現在國內外的火車輪熱處理時普遍采用的淬火工藝為：將火車輪加熱到奧氏體化溫度后，對其表面進行連續的噴水冷卻，在表面獲得馬氏體。這樣的熱處理工藝表面硬度最高，內部的硬度不足，而且在淬火時容易產生裂紋。

中國專利號02113182.1，公開日2003年05月28日，公開了一份名稱為一種改善車削加工性能的火車車輪熱處理方法，該發明公開了一種鐵路用輾鋼整體車輪熱處理的方法，其步驟為：制備一個保持在奧氏體區域的高溫狀態的車輪，在自然環境溫度下采用噴水冷卻的方式，使車輪踏面表面溫度冷至550-600℃，停止噴水，靜置車輪至表面溫度回升到650-720℃之間時，或者采用強制風冷的方式，使車輪踏面表面溫度冷卻至650-720℃時，再對踏面進行強制噴水冷卻。該發明能顯著改善車輪的車削加工性能，同時克服了現有技術制造的車輪接觸疲勞強度和耐磨性差，車輪中、后期使用壽命短的缺陷。該發明主要是針對原來的先淬火后機加工的熱處理工藝，但是操作復雜，實際操作中，溫度無法及時準確測量，存在實際操作難度大，加工成本高的問題。

發明內容

要解決的問題

針對現有火車輪熱處理時，淬火中，表面硬度高，內部硬度不足，容易產生裂紋、耐磨性差和整體硬度不足的問題，本發明提供一種火車輪的熱處理方法，能提高火車輪的整體硬度。

技術方案??

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種火車輪的熱處理方法，用于對含碳量為0.72%-0.77%的火車輪進行淬火處理，其熱處理步驟為：將待處理的火車輪進行加熱，加熱到奧氏體化溫度區間，保溫；在冷卻時先用水蒸氣冷卻，火車輪冷卻到350-670℃時采用大水量的連續水流對火車輪的表面進行強制噴水冷卻。

進一步地，所述的水蒸氣冷卻加熱后的火車輪時的水蒸氣的流速為0.8-3m3/s。

更進一步地，所述的水蒸氣從火車輪的四周噴向火車輪的表面。

更進一步地，所述的大水量的連續水流的流速為40-55L/min。

進一步地，所述的大水量的連續水流的水中還含有增泡劑。

有益效果

相比于現有技術，本發明的有益效果為：

（1）本發明通過在對火車輪淬火冷卻時先用0.8-3m3/s的水蒸氣冷卻，水蒸氣在流動時帶走大量熱量，相對原來的水冷的方式，火車輪表面的冷卻速度變慢，火車輪心部向外表面的溫度傳導加快，心部的冷卻速度相對于水冷，冷卻速度加快，獲得的硬度層增厚，而且不容易產生裂紋；

（2）本發明采用大水量的連續水流的流速為40-55L/min，火車輪的冷卻速度快，表層的馬氏體層增厚，淬火得到的火車輪的耐磨性高；