專利名稱：一種合金鋼軸裝制動盤的熱處理工藝方法及熱處理箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金鋼的熱處理工藝
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)運(yùn)行的200km/h速度等級以上動車所使用的合金鋼軸裝制動盤全部為國外進(jìn)口，因產(chǎn)品的綜合機(jī)械性能與摩擦磨耗性能、特別是高溫機(jī)械性能與內(nèi)在組織等技術(shù)要求很高國內(nèi)目前還處于研制階段，我國最早自行設(shè)計并投入運(yùn)行的廣深線200km/h速度等級“藍(lán)箭”動車組所使用的合金鋼軸裝制動盤即為德國KNORR公司制造，在運(yùn)行了一個大修周期(5年)于2006年后在返回株洲電力機(jī)車有限公司進(jìn)行大修時因國外公司的交貨周期長且價格昂貴而影響到動車的及時大修，I、通過對國外進(jìn)口合金鋼軸裝制動盤的 解剖分析與相關(guān)性能試驗，結(jié)合其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其產(chǎn)品性能要求非?？量蹋坏哂邢喈?dāng)高的機(jī)械性能與摩擦磨耗性能，且還要求具有高的耐熱疲勞性能-即具有較高的高溫韌性；2、根據(jù)對材料的成分分析，產(chǎn)品組成成分復(fù)雜，特別是對S、P等雜質(zhì)的含量要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于合金鋼的國家標(biāo)準(zhǔn)，對產(chǎn)品的冶煉技術(shù)與制造工藝提出了更高的要求；根據(jù)對產(chǎn)品的成分進(jìn)行分析，其材料屬于高強(qiáng)度低合金鋼性質(zhì)，在對產(chǎn)品進(jìn)行淬火處理時既不能過快冷卻，以免產(chǎn)生二次裂紋，滿足不了產(chǎn)品組織無缺陷的技術(shù)要求；又不能冷卻過慢，因材料本身的C含量僅為O. 25左右，雖然有其它合金成分存在，但技術(shù)要求規(guī)定產(chǎn)品在熱處理后的表面硬度為HRc40以上，淬火處理冷卻過慢很難達(dá)到硬度要求；所以產(chǎn)品的熱處理工藝不能采用常規(guī)的熱處理工藝方法進(jìn)行，需進(jìn)行研究、試驗并總結(jié)，以滿足產(chǎn)品的高強(qiáng)度與高韌性、組織無缺陷的苛刻技術(shù)要求。3根據(jù)合金鋼軸裝制動盤在試制過程中所采用的熱處理工藝方案結(jié)果進(jìn)行檢測與分析，發(fā)現(xiàn)在經(jīng)淬火處理后的制動盤經(jīng)常出現(xiàn)如下技術(shù)問題一、在用水或鹽水進(jìn)行淬火處理時，雖然在進(jìn)行表面硬度檢測時制動盤的表面硬度可滿足大于HRc40的技術(shù)要求，但在進(jìn)行超聲波無損探傷檢測時經(jīng)常伴隨有不規(guī)則微小裂紋出現(xiàn)，考慮到產(chǎn)品在熱處理后的加工余量較小，且不能排除在精加工后的裂紋源引申發(fā)展的傾向，滿足不了產(chǎn)品內(nèi)在組織無缺陷的技術(shù)要求，且有可能帶來安全隱患，采用該淬火處理工藝方案不行；二、在用油進(jìn)行淬火處理時，因產(chǎn)品材料本身的C含量較低，雖然有多種合金成分在內(nèi)，但因冷卻效果較差，在產(chǎn)品淬火處理后進(jìn)行硬度檢測時往往硬度偏低，一般在HRc34 HRc38之間，同樣也滿足不了合金鋼軸裝制動盤的使用要求，特別是會影響到產(chǎn)品的使用性能，造成摩擦磨耗性能的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種合金鋼軸裝制動盤的熱處理工藝方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是，將經(jīng)過超聲波無損探傷檢查合格后的合金鋼軸裝制動盤毛坯裝入中頻加熱爐內(nèi)，升溫至940°C _970°C，保持恒溫2. 5 3小時后出爐，將其立置于熱處理箱內(nèi)采用溫度為100°C 120°C的水蒸氣對其進(jìn)行交叉噴射冷卻。一種合金鋼軸裝制動盤的熱處理箱，在箱體的底部裝有合金鋼軸裝制動盤的安放臺，在箱體的四個側(cè)壁和底面有水蒸氣噴嘴，在箱體的底面有排氣管。在排氣管上套有冷水套。本發(fā)明具有如下的技術(shù)效果，I、經(jīng)采用高溫水蒸氣進(jìn)行淬火處理后的合金鋼軸裝制動盤其機(jī)械性能如下鋼盤材料常溫下1200MPa, σ O. 2 ^ 1030MPa, δ 12%,Ψ 25%，表面硬度 HRc40 HRc43 之間；600°C高溫下 σ b 彡 550MPa, σ 0. 2 ^ 435MPa,δ 25%,45%。其綜合性能完全滿足合金鋼軸裝制動盤的技術(shù)要求；2、經(jīng)過超聲波無損探傷檢查合金鋼軸裝制動盤無任何二次再生裂紋產(chǎn)生；3、精加工后的成品合金鋼軸裝制動盤通過鐵道部物質(zhì)總公司的制動盤I:I摩擦磨耗性能常規(guī)試驗與緊急制動性能試驗，在200km/h 250km/h速度范圍內(nèi)其主要技術(shù)指標(biāo)如緊急制動距離、單位磨耗量、平均摩擦系數(shù)、溫升等與進(jìn)口制動盤的技術(shù)指標(biāo)基本一致，滿足鐵道部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。采用軸盤制動裝置進(jìn)行制動其優(yōu)點主要體現(xiàn)了以下幾個方面1、制動功率大，效率高，適用于高速重載機(jī)車與動車組；2、具有更優(yōu)的綜合機(jī)械性能(高強(qiáng)度與高韌性)、高溫機(jī)械性能及耐熱疲勞性能；3、具有良好的摩擦磨耗性能，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，制動平穩(wěn)性好；4、結(jié)構(gòu)緊湊，安裝 方便，工藝性能大大改善。


圖I是合金鋼軸裝制動盤結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明合金鋼軸裝制動盤熱處理箱的剖面視圖。圖3是本發(fā)明合金鋼軸裝制動盤熱處理箱的A-A剖面視圖。
實施例如圖I、圖2、圖3所示，一種合金鋼軸裝制動盤的熱處理工藝方法，將經(jīng)過超聲波無損探傷檢查合格后的合金鋼軸裝制動盤毛坯I裝入中頻加熱爐內(nèi)，升溫至940°C-970°C，保持恒溫3小時后出爐，將其立置于熱處理箱2內(nèi)安放臺4上，通過在箱體2的四個側(cè)壁和底面有水蒸氣噴嘴3采用高溫10(TC 120°C水蒸氣對合金鋼軸裝制動盤毛坯I進(jìn)行交叉噴射冷卻，在箱體2的底面設(shè)有排氣管5，在排氣管5上套有冷水套6，使水蒸氣冷卻排出。本發(fā)明在中國南車株洲株洲電力機(jī)車有限公司在對廣深線200km/h “藍(lán)箭”動車組進(jìn)行大修時的3#車安裝試用，通過一年多的裝車運(yùn)行，使用效果十分理想，得到了用戶單位廣州中車公司的認(rèn)可；第二步是在2007年 2008年在藍(lán)箭”動車組進(jìn)行批量大修時的小批量裝車使用，共安裝了 5臺動車計40個合金鋼軸裝制動盤，至今運(yùn)行距離已經(jīng)超過200萬公里的考核要求，使用正常，得到了用戶的認(rèn)可。
權(quán)利要求
1.一種合金鋼軸裝制動盤的熱處理工藝方法，其特征在于 將經(jīng)過超聲波無損探傷檢查合格后的合金鋼軸裝制動盤毛坯裝入中頻加熱爐內(nèi)，升溫至940°C -970°C，保持恒溫2.5 3小時后出爐，將其立置于熱處理箱內(nèi)采用溫度為100°C 120°C的水蒸氣對其進(jìn)行交叉噴射冷卻。
2.一種合金鋼軸裝制動盤的熱處理箱，其特征在于在箱體(2)的底部裝有合金鋼軸裝制動盤的安放臺(4)，在箱體(2)的四個側(cè)壁和底面有水蒸氣噴嘴(3)，在箱體(2)的底面有排氣管(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種合金鋼軸裝制動盤的熱處理箱，其特征在于在排氣管(5)上套有冷水套(6)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種合金鋼軸裝制動盤的熱處理工藝方法及熱處理箱，將經(jīng)過超聲波無損探傷檢查合格后的合金鋼軸裝制動盤毛坯裝入中頻加熱爐內(nèi)，升溫至940℃-970℃，保持恒溫2.5～3小時后出爐，將其立置于熱處理箱內(nèi)采用溫度為100℃～120℃的水蒸氣對其進(jìn)行交叉噴射冷卻。一種合金鋼軸裝制動盤的熱處理箱，在箱體的底部裝有合金鋼軸裝制動盤的安放臺，在箱體的四個側(cè)壁和底面有水蒸氣噴嘴，在箱體的底面有排氣管。本發(fā)明的優(yōu)點主要體現(xiàn)了以下幾個方面1、制動功率大，效率高，適用于高速重載機(jī)車與動車組；2、具有更優(yōu)的綜合機(jī)械性能(高強(qiáng)度與高韌性)、高溫機(jī)械性能及耐熱疲勞性能；3、具有良好的摩擦磨耗性能，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，制動平穩(wěn)性好；4、結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，工藝性能大大改善。
文檔編號C21D9/00GK102952930SQ20111024228
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者趙建, 江國固 申請人:湘潭高耐合金制造有限公司