[發明專利]軸箱后蓋熱處理工藝

有效

• 申請號: 201410836049.0
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104593576B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 孫士俊;熊四平;易峰
• 申請（專利權）人: 常州南車鐵馬科技實業有限公司
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00
• 代理公司: 常州市天龍專利事務所有限公司32105
• 代理人: 趙燕棣

技術領域

本發明涉及金屬材料的熱處理工藝，特別是一種軌道車輛用軸箱后蓋的熱處理工藝。

背景技術

軌道車輛的車軸軸端設有軸箱裝置，軸箱裝置連接車體和輪對，其內端安裝有軸箱后蓋。軸箱后蓋用于保護和支撐軸承，并具有密封、緊固、防塵等作用。軸箱后蓋為分體式結構，由上、下后蓋體組裝而成。為方便軸箱后蓋組裝到軸箱裝置上，并保證軸箱后蓋的使用性能，要求軸箱后蓋在精加工后的變形量很小，即上、下后蓋體的變形尺寸需在規定的范圍內。

目前軌道車輛軸箱裝置用軸箱后蓋通常采用鋁合金精密鍛造成型技術，材料為5083-O（AlMg4.5Mn0.7）。5083為一種常用防銹鋁合金，O為材料的退火狀態。由于5083材料的其它合金含量有限，不足以形成過飽和固溶體和第二相強化相，不可進行熱處理強化，且鎂合金的存在使其成型困難，因此該材料在精密鍛造成型方面應用較少，國內外對該材料零散部件的熱處理參考數據較少，且實用性有限。由于鍛造成型需要較高的溫度把材料加熱到軟化區，冷卻的溫差會給內部組織帶來很多的殘留內應力，導致產品在機加工后因內應力釋放而產生變形，而影響產品的組裝。若按照常規的金屬材料退火工藝去除應力，即熱處理溫度390～420℃，加熱時間30min，空冷或水冷。該種退火工藝的加熱溫度較高，且時間短，能對5083內部晶格錯位進行穩定性恢復，卻無法去除宏觀結構上的變形應力，且熱處理后晶粒長大，會帶來力學性能降低和熱處理應力殘留等問題。若使用高低溫循環的辦法消除應力，由于鋁合金在低溫下的強度、塑性等綜合性能較好，分子活動能力低，因此低溫下的去除應力效果不明顯。若采用自然時效的方法消除應力，則需要較長的時間，一般都在幾個月甚至幾年，將影響產品的生產效率，不適用于批量化生產。震動去應力的方法則比較適合體積較大、框架類結構的產品，且會對產品表面產生一定的損傷。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種能大大消除內應力，有效控制精加工后的變形量，且能保證軸箱后蓋綜合力學性能的軸箱后蓋熱處理工藝。

為了實現其目的，本發明采用的技術方案是，一種軸箱后蓋熱處理工藝，軸箱后蓋包括上后蓋體和下后蓋體，其創新在于：所述軸箱后蓋采用了分段退火的方法，具體步驟如下：

第一段：將軸箱后蓋在無疊加和無相互接觸的狀態下碼放在烘架上,將烘架放進箱式電阻爐內，加熱至250℃～300℃保溫1～2小時；然后隨爐冷卻至100℃以下；

第二段：將烘架連同碼放在烘架上的軸箱后蓋一起從箱式電阻爐內取出，置于環境溫度下保持8小時以上；

第三段：將烘架連同碼放在烘架上的軸箱后蓋再次放進箱式電阻爐內，加熱至150℃～200℃保溫2～3小時；然后隨爐冷卻至室溫。

所述箱式電阻爐包括電阻加熱裝置、空氣循環裝置，溫度測量裝置和電子溫控系統。

所用烘架為框架式結構，包括框架和隔層，所述隔層為網格結構。

所述軸箱后蓋置于烘架上，軸箱后蓋相互之間保持50mm以上的距離。

所述軸箱后蓋置于烘架上，軸箱后蓋上方保持100mm以上空間距離。

所述軸箱后蓋材料為5083。

本發明的軸箱后蓋熱處理工藝采用分段退火的方法，通過不同的溫度范圍和不同的保溫時間，能大大消除后蓋體的內應力，有效控制因殘余內應力而導致后蓋體精加工后的變形量，使精加工后的后蓋體的尺寸滿足后續的組裝要求，且保證軸箱后蓋的使用性能要求。熱處理階段分為2次加熱處理，對加熱溫度和保溫時間進行了優化設計，減少因溫度快速變化而帶來的二次應力殘留問題，大大消除后蓋體在鍛造和熱處理過程中產生的內應力。由于加熱溫度避開了高溫區，且加熱溫度較其它方式有所降低，能防止材料因熱處理溫度過高而帶來的晶粒粗大、防銹性能下降等問題，保證材料的綜合力學性能。

附圖說明

圖1是本發明軸箱后蓋熱處理工藝流程圖；

圖2是本發明軸箱后蓋的結構示意圖；

圖3是圖2中上后蓋體的結構示意圖；

圖4是圖3中A-A剖面圖；

圖5是圖2中下后蓋體的結構示意圖；

圖6是圖5中B-B剖面圖；

圖7是本發明中使用烘架的結構示意圖；

圖8是?本發明中軸箱后蓋的材料中鎂在鋁中的溶解度圖；

圖9是采用本發明熱處理工藝處理后的軸箱后蓋橫向組織(500倍腐蝕前)圖；

圖10是采用本發明熱處理工藝處理后的軸箱后蓋橫向組織(500倍腐蝕后)圖；