[發明專利]一種鋼車輪熱處理系統及方法

在審

• 申請號: 202110308630.5
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113061695A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 李賢君;徐冬雁;符浩;韓忠娣
• 申請（專利權）人: 北京機電研究所有限公司;宇為精密制造有限公司
• 主分類號: C21D1/62
• 分類號: C21D1/62;C21D1/667;C21D6/00;C21D9/34
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營

一種鋼車輪熱處理系統及方法，包括：第一加熱爐，對鋼車輪進行加熱，使鋼車輪完全奧氏體化；射流冷卻機，可對鋼車輪的表面噴射冷卻介質，使鋼車輪以≥5℃/s的冷速快速冷卻至100?400℃；第二加熱爐，對鋼車輪進行加熱，使鋼車輪的溫度保持在250?400℃。采用如上系統，通過向鋼車輪的表面噴射冷卻介質的方式對鋼車輪進行淬火。對鋼車輪淬火后的冷卻介質不會污染、影響新噴射出的冷卻介質，便于對冷卻介質進行更換。由此，降低了生產成本，使鋼車輪的QP熱處理適于大規模生產。

技術領域

本發明涉及熱處理技術領域，特別是指一種鋼車輪熱處理系統及方法。

背景技術

汽車輕量化背景下，第三代先進高強鋼(Advanced high strength steel,簡稱AHSS)替換傳統汽車用鋼可減重約20％。同時基于汽車結構件的安全性，要求汽車用AHSS具有優異的綜合力學性能，良好的碰撞吸能特性，強塑積需達到20.0GPa·％以上的水平。這要求材料保持高強度的同時還應具有良好的塑形和韌性。基于奧氏體TRIP效應和α/γ復相組織理論的QP(Quenching and Partitioning，淬火-再分配)熱處理工藝，可使傳統熱成形用超高強度鋼擁有良好的強塑性匹配。

目前QP熱處理工藝在工業上應用較為困難，工業上多采用鹽浴、淬火油，控溫模具等方法實現淬火與保溫，但鹽浴、淬火油危險系數較高，工業應用會產生大量污染，從而增加后續處理工序及成本，控溫模具制造成本高，對零件形狀要求較高，以上方法均不利于鋼車輪等復雜結構件大批量生產，同時由于鋼車輪特殊結構，常規淬火方式在輪輻與輪輞連接處往往會產生淬火死角，導致該區域性能較差，對鋼車輪服役性能造成不利影響。或焊縫淬火不均勻，由于焊縫處存在較大殘余應力，可能會導致焊縫開裂，車輪變形。同時鹽浴、淬火油對外界環境較為敏感，長期使用會對淬火介質產生污染影響淬火及保溫效果，更換淬火介質較為困難等。

因此，亟需一種鋼車輪熱處理系統及方法，以能安全、環保地采用QP熱處理工藝對鋼車輪進行處理，降低生產成本及生產難度，使鋼車輪的QP熱處理適于大規模生產。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種鋼車輪熱處理系統，以能安全、環保地采用QP熱處理工藝對鋼車輪進行處理，減少淬火死角，使鋼車輪的QP熱處理適于大規模生產。

本發明提供的鋼車輪熱處理系統，包括：第一加熱爐，對鋼車輪進行加熱，使鋼車輪完全奧氏體化；射流冷卻機，可對鋼車輪的表面噴射冷卻介質，使鋼車輪以≥5℃/s的冷速快速冷卻至100-400℃；第二加熱爐，對鋼車輪進行加熱，使鋼車輪的溫度保持在250-400℃。

采用如上系統，通過向鋼車輪的表面噴射冷卻介質的方式對鋼車輪進行淬火。對鋼車輪淬火后的冷卻介質不會污染、影響新噴射出的冷卻介質，便于對冷卻介質進行更換。由此，降低了生產成本，使鋼車輪的QP熱處理適于大規模生產。

本發明優選，所述射流冷卻機包括：上淬火罩，下部具有開口，內部形狀與鋼車輪外周面相適配，內表面設置有多個第一噴射口；下淬火罩，外部形狀與鋼車輪的內周面相適配，外表面設置有多個第二噴射口；其中，第一噴射口及第二噴射口可向鋼車輪噴射冷卻介質。

采用如上結構，通過與鋼車輪相適配的上淬火罩及下淬火罩，使布設的第一噴射口及第二噴射口更為均勻合理，從而使冷卻更加均勻，減少了淬火死角，提高了淬火的效果。

本發明優選，所述射流冷卻機還包括用于放置鋼車輪的旋轉臺，旋轉臺可帶動鋼車輪旋轉。

采用如上系統，在對鋼車輪噴射冷卻介質淬火過程中，通過旋轉臺驅動鋼車輪旋轉，可以使冷卻更加均勻，提高了淬火的效果。

本發明優選，所述冷卻介質為干燥空氣、N₂、H₂或CO₂。