[发明专利]一种1100MPa级别热处理车轮的制备方法

说明书

本发明属于机械制造领域，具体涉及一种1100MPa级别热处理车轮的制备方法。技术方案如下：步骤1)选用钢材，钢材的化学成分质量百分比为:C 0.15‑0.20,Si 0.07‑0.15,Mn 1.2‑2.2,P＜0.05，余量为Fe和不可避免的杂质；步骤2)利用所选钢材采用常规生产工艺制做尺寸合格的车轮轮辐和车轮轮辋；采用常规生产工艺将所述车轮轮辐和车轮轮辋合成为尺寸合格的车轮；步骤3)对所述车轮进行热处理，热处理工序为：首先将所述车轮加热到790‑810℃，出炉，在氮气保护中冷却至660‑670℃时，雾冷至170‑190℃，雾冷速率5±1℃/s，空气冷却至室温。本发明制得的车轮外形尺寸符合标准要求，整体物理性能得到优化。

技术领域

本发明属于机械制造领域，具体涉及一种1100MPa级别热处理车轮的制备方法。

背景技术

制做钢制车轮时，车轮轮辐常规生产工艺包括：落料、冲中心孔及螺栓孔、旋压风孔、扩螺栓孔、车加工；车轮轮辋常规生产工艺包括：卷圆、闪光对焊、滚压、端切、复圆、扩口、滚型、扩涨整形、冲气门孔；车轮轮辐与车轮轮辋通过合成焊工序制成车轮。

目前钢制车轮传统制造工艺所使用的高强材料，普遍采用抗拉强度400MPa左右的材料，个别最高的也只有700 MPa左右，主要原因：一是设备加工能力不足，二是高强材料焊接性能不好。

热处理是一种提高材料综合机械性能的方法，如果先进行车轮常规生产，再热处理，可解决设备加工能力不足、焊接性能不好、冷加工应力集中等问题，但整体车轮热处理变形控制难度大，适合热处理的材料成本高，专门为车轮生产所设计的热处理工艺尚属空白，因而该方法没有被车轮生产厂家所采用。

众所周之，钢在淬火过程中所发生的尺寸、形状变化是热处理工作面临的最困难的问题之一。与普通车轮相比，轻量化车轮的壁厚较薄，抗变形能力相对较弱。相变应力是热处理变形的主要原因，而合理利用淬火时内外层冷速差产生的热应力，可以最大限度的抵消相变应力造成的变形，这就需要我们找到一组淬火温度、冷却速度、降温幅度等工艺参数的最佳组合。此外，解决加热和冷却不均问题、选择适合的冷却介质、改进常规车轮生产工艺都是车轮热处理生产工艺中的全新课题。

发明内容

本发明提供一种1100MPa级别热处理车轮的制备方法，制得的车轮外形尺寸符合标准要求，整体物理性能得到优化，抗拉强度为900-1200MPa，屈服强度为500-600MPa，延伸率为12-15%，屈强比为50%，强塑积为14400MPa·%。

本发明的技术方案如下：

一种1100MPa级别热处理车轮的制备方法，包括以下步骤：

步骤1）选用钢材，钢材的化学成分质量百分比为: C 0.15-0.20, Si 0.07-0.15,Mn 1.2-2.2, P＜0.05，余量为Fe和不可避免的杂质；

步骤2）利用所选钢材采用常规生产工艺制做尺寸合格的车轮轮辐和车轮轮辋；采用常规生产工艺将所述车轮轮辐和车轮轮辋合成为尺寸合格的车轮；

步骤3）对所述车轮进行热处理，热处理工序为：首先将所述车轮加热到790-810℃，出炉，在氮气保护中冷却至660-670℃时，雾冷至170-190℃，雾冷速率5±1℃/s，空气冷却至室温。

所述的1100MPa级别热处理车轮的制备及变形控制方法，其优选方案为，所述步骤2）中，车轮轮辐的风孔处壁厚比同规格的普通车轮风孔处壁厚增加0.5-1.0mm。

所述的1100MPa级别热处理车轮的制备及变形控制方法，其优选方案为，所述步骤2）中，车轮轮辋在闪光对焊工序后对焊缝进行退火处理。

所述的1100MPa级别热处理车轮的制备及变形控制方法，其优选方案为，所述步骤2）中，扩涨整形工序的扩涨量增大为下料尺寸的1.4%。