[发明专利]一种改善火车车轮轮辋性能的车轮热处理方法

权利要求书

1.一种改善火车车轮轮辋性能的车轮热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：车轮加工：将轧制、缓冷后的车轮机加工后在车轮踏面上加工多个环形槽；

步骤2：加热：将车轮整体加热后保温一段时间；

步骤3：淬火冷却：车轮周向均布的多个组合喷嘴的水柱以压力递增的方式向车轮踏面喷射，得到珠光体和铁素体组织；

步骤4：回火：将车轮放入回火炉回火后出炉空冷；

在所述步骤1中，多个环形槽以车轮踏面的名义滚动圆为中线等间隔布置，所述环形槽的截面设置为三角形或梯形，所述环形槽的深度为5~8mm，槽口宽度为5~7mm，多个环形槽的布置高度为30~50mm；

所述组合喷嘴喷射的水柱与车轮踏面之间的夹角为30°~45°，所述组合喷嘴与车轮踏面之间的距离为60~150mm；

所述组合喷嘴包括由上而下竖直布置的喷嘴模块Ⅰ、喷嘴模块Ⅱ和喷嘴模块Ⅲ，所述喷嘴模块Ⅱ与车轮踏面中部相对，所述喷嘴模块Ⅰ和喷嘴模块Ⅲ分别与车轮踏面的两侧相对，所述喷嘴模块Ⅰ、喷嘴模块Ⅱ和喷嘴模块Ⅲ上均布有多个喷孔，所述喷孔的孔径为3~5mm；

所述喷嘴模块Ⅰ、喷嘴模块Ⅱ和喷嘴模块Ⅲ分别由独立的水流控制系统控制，所述喷嘴模块Ⅰ和喷嘴模块Ⅲ的水压按照P=0.1+0.001T的方式控制，所述喷嘴模块Ⅱ的水压按照P=0.1+0.0015T的方式控制，其中P为压力，MPa，T为喷淬时间，s；

所述喷淬时间T为240~400s，当T≤300s时，P随着T的增大而增大，当T=300s，P达到最大值，当T300s时，P保持不变。

2.根据权利要求1所述的改善火车车轮轮辋性能的车轮热处理方法，其特征在于：在所述步骤1中，对机加工后的车轮轮辋相对于成品车轮轮辋踏面单边余量为10~13mm。

3.根据权利要求1所述的改善火车车轮轮辋性能的车轮热处理方法，其特征在于：所述步骤2的加热方法为，将车轮放入850~900℃的加热炉内保温2.5~3.5h。

4.根据权利要求1所述的改善火车车轮轮辋性能的车轮热处理方法，其特征在于：所述步骤4的回火方法为，将淬火冷却的车轮静置一段时间后放入炉温为480~520℃的回火炉内进行回火处理，回火时间不小于4h，再出炉空冷。

5.根据权利要求1所述的改善火车车轮轮辋性能的车轮热处理方法，其特征在于：所述火车车轮的化学成分的重量百分比为C0.48~0.77%，Si0.20~1.00%，Mn0.50~1.00%，Cr0.03~0.30%，V≤0.15%，P≤0.015%，S≤0.030%，其余为Fe和不可避免的杂质。