[发明专利]一种集装箱起重机车轮钢、车轮及其制备方法

说明书

本发明公开了一种集装箱起重机车轮钢、车轮及其制备方法，通过设计集装箱起重机车轮钢的化学成分，并在锻造成型与粗加工之间增加锻后预备热处理，从而制备出就有良好的强韧性和优异的表面硬化层的集装箱起重机车轮，其车轮踏面硬度可到HRC55以上，有效硬化层深度≥15mm，且车轮踏面以下15mm深处的硬度≥HRC35，从而使得该集装箱起重机车轮兼具表面硬度高，有效硬化层深以及内部韧性好等优点，该集装箱起重机车轮的使用寿命较常规45#、55#碳素钢制车轮相比可以提升50％以上。

技术领域

本发明涉及一种车轮，尤其涉及一种集装箱起重机车轮钢、车轮及其制备方法。

背景技术

集装箱起重机是港口机械行业的重要装备,而车轮又是集装箱起重机中的关键部件,起着支撑集装箱起重机水平运输小车和保证大车行走的作用；目前全球的岸边集装箱起重机车轮需求量超过1万件。

起重机行走时，车轮踏面(外圆)与轨道表面滚动接触，承受较大的应力和严重的磨损，车轮踏面磨损是导致起重机车轮损坏的主要原因；而车轮踏面磨损则是因为在车轮的服役工况中，车轮踏面与轨道接触时，需要承受较大的周期性载荷和强烈的滚动摩擦磨损，因此车轮踏面许哟啊具有足够的强韧性和良好的综合性能；

近年来，随着高速轨道吊和高速自行式小车的快速发展，车轮与钢轨之间的摩擦磨损现象日趋严重；而现有技术中，常规起重机车轮主要采用45#、55#普通碳素碳钢制作而成，因其材料淬透性差，车轮踏面硬度只能达到HB300-380，淬硬层HB260处深度只能达到15-20mm,导致车轮耐磨性能不足，严重制约了车轮的使用寿命；而由于车轮寿命不足会对集装箱起重机运行安全造成极大威胁，引起用户维修成本增加，造成用户质量抱怨和质量异议。

鉴于上述情况，业界亟待开发一种寿命长的集装箱起重机车轮及其制备方法，能够制备出具有良好强韧性和优异的表面硬化层的车轮，以提高车轮的耐磨性和使用寿命。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明目的是提供一种集装箱起重机车轮钢、车轮及其制备方法，通过设计化学成分，在锻造成型与粗加工之间增加锻后预备热处理，并控制制备过程中的工艺参数，从而制备出就有良好的强韧性和优异的表面硬化层的集装箱起重机车轮，其车轮踏面硬度可到HRC55以上，有效硬化层深度≥15mm，且车轮踏面以下15mm深处的硬度≥HRC35，从而使得该集装箱起重机车轮兼具表面硬度高，有效硬化层深以及内部韧性好等优点，该集装箱起重机车轮的使用寿命较常规45#、55#碳素钢制车轮相比可以提升50％以上。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明第一方面提供了一种集装箱起重机车轮钢，包含按质量百分比计的如下元素：C：0.42～0.46％、Si：0.17～0.37％、Mn：0.70～0.90％、Cr：1.0～1.2％、Mo：0.20～0.30％、Ti：0.03～0.05％、P≤0.018％、S≤0.008％、N≤0.005％、H≤0.0002％，余量为铁和不可避免的杂质元素。

本发明的第二方面提供一种采用如本发明第一方面所述的集装箱起重机车轮钢制备而成的集装箱起重机车轮。

优选地，所述集装箱起重机车轮的踏面硬度≥55HRC，踏面下15mm处硬度≥35HRC；和/或

所述集装箱起重机车轮的硬化层深度≥15mm。

本发明的第三方面提供一种集装箱起重机车轮的制备方法，包括以下步骤：

(1)冶炼浇铸，根据权利要求1所述的集装箱起重机车轮钢的成分配比原料，然后依次采用电炉或转炉初炼、炉外精炼、真空脱气得到钢水，再采用模铸或连铸得到钢坯；

(2)锻造成型，所述钢坯经加热、锻造得到锻件；

(3)锻后预备热处理，所述锻件停锻后快速转移至处理槽通过冷却液进行冷却处理，然后再将冷却后的锻件进行球化处理；