當(dāng)車輪運(yùn)行時(shí)，輪緣內(nèi)側(cè)面與軌道兩側(cè)面接觸產(chǎn)生滑動(dòng)磨損，其原因是起重機(jī)承載及車輪與導(dǎo)軌自身尺寸精度、結(jié)構(gòu)等原因而產(chǎn)生的常見(jiàn)磨損形式。影響行車輪使用壽命的因素主要有車輪體承受載荷、車輪結(jié)構(gòu)、加工精度、車輪材料及熱處理質(zhì)量等。本文主要探討了從材料熱處理工藝角度提高車輪體的耐磨性和使用壽命。碳介質(zhì)為煤油+甲醇；排氣期時(shí)間為1h，滲碳介質(zhì)為甲醇；強(qiáng)滲期時(shí)間為55～60h，滲碳介質(zhì)為煤油+甲醇；擴(kuò)散期溫度為950℃，時(shí)間為5h，滲碳介質(zhì)為甲醇；出爐淬火+高溫回火。②淬火。采用不完全淬火＋低溫回火工藝。③齒面拋丸處理。經(jīng)增加滲碳層厚度，采用滲碳后二次淬火工藝，使齒面耐磨性、耐疲勞強(qiáng)度、耐沖擊性有較大的提高。經(jīng)90多個(gè)工作日運(yùn)轉(zhuǎn)后，驅(qū)動(dòng)輪齒部及齒面完整無(wú)損（a、b），滿足了零件使用要求。 通過(guò)修訂設(shè)計(jì)重載齒輪的滲碳層厚度，改進(jìn)熱（b）（a）處理工藝手段，從而提高了驅(qū)動(dòng)輪的耐磨性、耐疲勞強(qiáng)度、耐沖擊性等力學(xué)性能，進(jìn)而提高了驅(qū)動(dòng)輪的使用性，滿足了對(duì)驅(qū)動(dòng)輪零件的使用壽命要求。 車輪體的整體熱處理方法將工件3～5件平裝于料盤(pán)上，除踏面外，其余部位用工裝保護(hù)好，防止淬硬，裝爐后入爐升溫加熱。在熱處理過(guò)程中應(yīng)注意控制淬火介質(zhì)（水或油）的溫度，淬火保溫階段時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以減少蓄熱量，采用“十”字檢測(cè)法試檢硬度后，去掉工裝回火。為確保工件的綜合性能，在淬火前增加一道高溫正火工序，以細(xì)化晶粒，減小成分偏析，從而提高最終的硬度和均勻性。具體工藝方案如所示。 通過(guò)對(duì)整個(gè)熱處理過(guò)程的分析，我們可以得出下述結(jié)論：車輪體材料中的C、Mn元素含量應(yīng)控制在中上限，而S、P等雜質(zhì)元素應(yīng)盡量控制在較低水平，以提高材料的淬透性和純凈度。介質(zhì)冷卻時(shí)間應(yīng)依據(jù)主要成分含量適當(dāng)延長(zhǎng)，并控制好淬火介質(zhì)的溫度。高溫階段保溫時(shí)間可以再縮短些，以減少工件蓄熱量，增加冷卻強(qiáng)度。對(duì)于高硬度、深淬硬層的車輪體，采用整體加熱工藝方案是可行的。 車輪體的技術(shù)要求車輪體材質(zhì)主要使用60Mn、65Mn、42CrMo等，多用鍛造成形。其中65Mn為常用材質(zhì)。一批出口車輪，尺寸為650mm×180mm，重量300kg，材質(zhì)65Mn.用戶在使用過(guò)程中，車輪踏面磨損嚴(yán)重，在不到理論使用壽命時(shí)發(fā)生失效。研究發(fā)現(xiàn)用戶的軌道使用進(jìn)口材料，表面硬度較高，而且起重機(jī)使用頻繁，加劇了車輪踏面的磨損。為此，我們將原先的車輪熱處理技術(shù)要求進(jìn)行了改進(jìn)：車輪踏面及輪緣內(nèi)側(cè)面淬火硬度內(nèi)控為380～420HBW（原要求硬度300～380HBW），淬硬層深度≥20mm（硬度≥280HBW層深），以此期望改善車輪體的耐磨性和使用壽命。該批車輪用材料的化學(xué)成分如附表所示。 熱處理方案從上述技術(shù)要求可以看出，該產(chǎn)品的踏面硬度及淬硬層深度要求極高，常規(guī)方法無(wú)法達(dá)到。常規(guī)方法有火焰加熱、工頻淬火、索氏體淬火、快速加熱淬火以及整體加熱淬火等許多種。火焰加熱及工頻淬火為表面淬火法，表淬層與基體材料交接處無(wú)過(guò)渡起重機(jī)，硬度差大，易產(chǎn)生表面裂紋；索氏體淬火法的硬度均勻性無(wú)法滿足；快速加熱淬火過(guò)程中表面溫度依靠目測(cè)，會(huì)造成偏差較大，容易淬裂，風(fēng)險(xiǎn)大。因此，可靠的辦法是采用整體加熱淬火法。提高車輪耐磨性的主要途徑在于表面硬度和有效淬硬層深度，通過(guò)淬火和回火，得到回火馬氏體組織來(lái)保證硬度要求。
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