EA4T车轴热处理工艺研究

《EA4T车轴热处理工艺研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、EA4T车轴热处理工艺研究刘军辉（南车青岛四方机车车辆股份有限公司技术工程部，山东青岛266111）摘要：EA4T为欧洲标准牌号的低碳合金钢材，主要应用于地铁车轴和高速动车组车轴，化学成分与国产25CrMoA钢相近，所采用的热处理工艺为调质处理。通过对其进行成分分析和反复试验,确定车轴的调质工艺为淬火温度为880~900℃,回火温度为590~610℃。关键词：EA4T；调质；热处理中图分类号：TG156.6文献标识码：A文章编号：1003-773X（2012）04-0057-030引言EA4T是一种德国牌号的低碳合金钢材，现公司地铁产品车轴采用该材料。为保证车轴热处理后性能满足要求，

2、对其热处理工艺进行研究。1EA4T车轴化学成分与热处理性能要求[1-3]1.1化学成分车轴化学成分（熔炼分析）,见表1。表1EA4T化学成分/%3车轴加工工艺流程锻造毛坯—锻后正火—探伤—粗车—淬火—回火—热校直—消除应力—性能检验—精车—磨削—探伤—待组4热处理工艺分析4.1加热设备及工艺装备选择车轴为细长轴类零件，如图1所示，为有效减少车轴在加热和冷却过程中的变形，车轴采用吊装加热和冷却。根据车轴长度，考虑现场现有生产设备情况，淬火、回火加热设备选用RJ2-380-10或RTD23-360-9深井式电阻炉，为保证车轴及试棒处于电阻炉内有效加热区间及提高车轴热处理效率，设计制作车轴

3、专用调质吊具，车轴非带试棒端加工工艺孔，每炉次吊装6根车轴，车轴分两层错层均布。4.2加热温度的选择工件的加热温度应综合考虑工件材质、技术性能要求、几何形状及尺寸、加热方式、冷却方式、淬火变形程度及开裂倾向等因素，通过对这些因素的综合分析，车轴加热温度以880～900℃为宜。4.3淬火加热速度的选择车轴为合金钢材质，导热性差，且沿轴向横截面尺寸差异较较大。为减小淬火加热过程中车轴的内应力，应控制加热速度，可采用低温入炉、预热等方式降低升温速度。4.4淬火保温时间的估算为确保奥氏体形成过程有足够的时间，按照下述经验公式来估算车轴的保温时间。1.2力学性能车轴力学性能指标，见表2。试棒位

4、于车轴最大直径的延长端，试样取自试棒半径的1/2处。表2EA4T车轴力学性能1.3金相组织和晶粒度金相组织应为回火索氏体，晶粒度应不低于5级。取样部位与性能试样相同。2车轴示意图车轴热处理工件图，如图1所示。+325420（1）τ=kαD.545100式中：τ为工件的保温时间，min；K为工件的排料系数；α为加热系数，min/mm；D为工件的有效厚度，mm。α值与车轴尺寸、加热温度、加热炉类型以及钢的成分有关，车轴在RTD23-360-9深井式电阻炉中淬火加热，故α取1.5～1.8。D值取车轴的最大直径。车轴采取每炉6根分散悬挂方式加热（车轴热处理吊具，见545+1AA600+102

5、400343-1+11048001867-1+120640+223020图1车轴热处理工序图收稿日期：2012-03-26作者简介：刘军辉（1979-），男，山东青岛人，工程师，本科，从事机械设计和动车组及地铁产品热处理工艺研究。Email：luhowe@126.com.·57·R10R100+12080+11600+12060R10R100+11780+12080+11600等级ReH/MPaRm/MPaA5/%20℃时的冲击功KU/J纵向横向EA4T≥420650-800≥18≥40≥25注：1）如果屈服现象不明显，则应测定非比例伸长应力Rp0.2；2）纵向、横向冲击功各为3个试

6、样的平均值，3个试样中每个试样冲击值不应低于最低标准值的70%。CSiMnCrMo0.22～0.290.15～0.400.50～0.800.90～1.200.15～0.30CuPSNiV≥0.30≥0.020≥0.015≥0.30≥0.06A-A第4期（总第128期）机械管理开发2012年8月图2），k值取1.0即可。通过计算，车轴的淬火加热保温时间为5.5~6.0h。4.5淬火冷却规范的确定由于EA4T材质淬透性为中等，车轴有效尺寸较大，因此，为保证淬硬层深度达到1/2半径处，以获得合格的显微组织，必须采用冷却烈度较高的水基淬火介质，并在淬火过程中通过淬火液的搅拌和车轴的上下窜动相

7、结合等措施，进一步提高淬火冷却能力，同时，还应防止因冷速过高导致车轴过大的弯曲变形尤其是淬火开裂的危险。工艺试验过程中先后采用了两种淬火介质，切割过程中要防止试棒过热，需要及时冷却。试样试验方法按BSEN13261要求进行。1）拉伸试样。在车轴的最大截面处的三个水平面取样。分别位于车轴外表面、车轴半径中部和车轴中心取样，具体取样位置，如图3所示。200AA图3车轴拉伸试样位置图2）冲击试样。在车轴的最大截面处的三个水平面取样。分别位于车轴外表面、车轴半径中