車輪的感應加熱淬火工藝

甄延波, 閆佳佳, 楚蓓蓓, 耿晨雷, 路少華, 張 遠, 李緒晨, 楊少華

(1. 山西航天清華裝備有限責任公司, 山西 長治 046012;2. 火箭軍裝備部駐長治地區軍事代表室, 山西 長治 046012)

車輪在服役時往往會產生滾動和滑動摩擦,滾動時輪緣及倒圓角部位會因承受機械載荷作用而發生磨損;而在車輪制動時,產生滑動摩擦、加劇磨損的同時還會產生較大熱量。因此對于車輪來說,既要求高強度、高硬度和耐磨性,又要求良好的韌性和耐熱性[1-2]。

感應加熱淬火可以改善車輪表面強度和耐磨性,而不影響心部塑性和韌性。該工藝主要是利用電磁感應原理,以渦流形式將車輪表面快速加熱至淬火溫度,而后急劇冷卻,形成一定厚度的表面淬硬層,而心部仍保持著原有的組織狀態,從而滿足車輪表面具有高硬度的耐磨性,而心部則具有硬度、韌性適中的綜合力學性能要求。因此,本文對車輪進行了感應加熱淬火工藝研究,確定了最優的感應加熱淬火方式及感應淬火工藝參數。

1 試驗材料與方法

1.1 車輪簡介

圖1為公司生產的車輪尺寸及三維結構示意圖,所用材料為45鋼鍛件,需要對其外表面踏面及倒圓角部位淬火,其技術要求為:表面硬度50～55 HRC(509～599 HV)、淬硬層深度3～5 mm、顯微組織符合JB/T 9204—2008《鋼件感應淬火金相檢驗》中3～7級要求。

圖1 車輪尺寸(a)及三維結構(b)

1.2 試驗材料

試驗所用材料為45鋼,鍛件執行標準號為Ⅲ-QJ500B-2014,其化學成分如表1所示,符合GB/T 699—2015《優質碳素結構鋼》要求。車輪的預先熱處理狀態為調質態,調質硬度為250～280 HBW。……