新型高硬度工业用车轮的热处理.pdf

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1、No．4《大型铸锻件》July2016HEAVYCASTINGANDF0RGING新型高硬度工业用车轮的热处理张晓峰李树林李秋兰魏华成贾托胜(太原重工轨道交通设备有限公司研发中心，山西030032)摘要：选择42CrMo和60钢作为试验材料，采用整体加热、踏面喷淬的方式成功试制出了高性能工业车轮。对于高硬度工业用车轮，42CrMo材质的工艺性及使用性优于60钢。关键词：车轮；高硬度；热处理工艺中图分类号：TG162．7文献标志码：BHeatTreatmentProcessofHighHardnessNewIndustrialWhee

2、lZhangXiaofeng，LiShuiHn，LiQiulan，WeiHuacheng，JiaTuoshengAbstract：Taking42CrMoand60steelasthetestmaterial，thehighperformanceindustrialwheelhasbeentrialmanufacturedsuccessfullybymeansoftheintegralheatingandthesprayquenchingonwheeltread．Forthehighhard—nessindustrialwheel，

3、theprocessingpropertyandtheoperationalperformanceof42CrMoarebetterthan60stee1．Keywords：wheel；highhardness；heattreatmentprocess工业用车轮主要用于起重机械、港口机械、水火时需更大的淬火强度，同时大幅度增加了车轮电等大型设备的走行部件，是以上设备的关键零的淬火应力。选材时，在保证材料有足够淬硬性部件之一，也是易损件之一。车轮工作时，车轮踏的前提下，应选用c含量较低的材料。对于碳素面(与轨道接触面)、轮缘内侧面(导

4、向用)与钢轨钢，为了获得足够的淬硬层深度，应适当增加钢中滚动接触，在较大的接触应力与循环应力作用下可提高淬透性的Cr等残余元素含量。选用容易产生疲劳剥落及快速磨损，因此，疲劳剥落及42CrMo和6O钢进行试验，原材料采用电炉冶炼，快速磨损是行车轮的主要失效形式。产生疲劳剥模铸锭经过真空脱气处理，化学成分见表1。钢落的原因通常是车轮踏面有效硬化层深度薄J，锭经锻造成形后进行后续热处理。导致硬化层与车轮基体过度区域产生塑性变形，表1车轮材料化学成分(质量分数，％)导致裂纹的萌生并扩展，最终形成剥落。而车轮Table1Chemicalco

5、mpositionofwheel(massfraction，％)快速磨耗主要与车轮和轨道接触面硬度偏低有牌号CSiMnPSCrMo关。42CrMoO．420．33O．760．010O．oo31．120．23为了提高行车轮的使用寿命，节约成本，用户6O钢O．590．32O．750．011O．00lO．220．01对行车轮的要求越来越苛刻，技术含量越来越高。现在国外及一些国内外资企业所用的行车轮踏面2热处理方式及工艺参数确定硬度(包括内侧轮缘)高达50HRC以上，要求淬硬层深度大于4mm，淬硬层需分布均匀，淬硬层目前工业车轮所用的热处理

6、方式通常有表面与基体间硬度应平缓过度。本文针对踏面硬度淬火(火焰加热、感应加热等)、整体加热淬火、快50—55HRC的高硬度行车轮的选材及热处理工速加热淬火等J，其共同特点是加热后车轮完全艺方面进行了研究。浸入淬火介质进行冷却。火焰加热与感应加热淬火同属表面淬火，其共同点是淬硬层浅，且与基体1材料选择及制备硬度差异大，容易产生裂纹。此外，火焰加热的不工业用车轮常用的材料主要有42CrMo、同淬火区域硬度均匀性差，而感应淬火加热时轮65Mn、60钢及70钢等，踏面硬度通常为300～缘根部产生的涡流比其它区域大，温升快，温度380HBW

7、。踏面硬度大于50HRC以上的车轮，淬高，易导致轮缘开裂。对于常规整体加热淬火，即使在采用一定保护措施下，也会使车轮除踏面区收稿日期：2016—O3—23域外的其它部位(辐板、轮毂)不同程度产生硬作者简介：张晓峰(1988一)，男，助理工程师，从事火车轮轴材料与热处理工艺研究工作。化，从而降低车轮的综合使用性能。快速加热淬52《大型铸锻件》No．4HEAVYCASTINGANDFORGINGJuly2016火的温度控制完全靠目测，偶然性大，容易淬裂且装炉量确定保温时间)后出炉在淬火台上进行淬一致性差]。可见，：通的热处理方式很难达到

8、火。上述要求。(4)踏面局部淬火：淬火时，车轮以30r／min2．1热处理方式及步骤的速度进行旋转，与车轮所在同一圆心的环形水为了克服现有行车轮热处理方式存在的踏面管上均匀分布着的若干喷嘴(见图1)同时向车轮硬度低、淬硬层深度浅的不足