Способ термической обработки центров локомотивных колес Советский патент 1988 года по МПК C21D9/34 

к термичес- чериьгх меИзобретенир относится кой обработке иядалий из тлллов.

Цель изобреткння - сокращение дли- тельности процесса и повышение эк- сппуатациониой надежпости колеса путем создания сжимающих остаточных напряжений на внутренней поверхности ступипы,

Пример,. Способ термической обработки колесных центров локомотива опробывают в условиях цеха опытных установок Используют заготовки центров, изготовленные в колесопрокатном цехе металлургического завода из стали с содержанием углерода 0,57%, марганца 0,74%„

Заготовки центров пагревают до 850 С в электропечи и выдерживают 0,75 ч„ Часть заготовок пентров охлаждают путем подачи потока воздуха на вращающуюся заготовку центра со средней скоростью 50 град/мин до 650 С, затем в специальном термосе со сред- ней скоростью 4 град/мин до 500 С, после чего проводят отпуск при 500 С в течение 2,5 ч. Такой режим (режим термической обработки соответствует известному способу. Общее время терми ческой обработки составляет 4 ч 5 5 мин,.

Другую часть заготовок после нагрева охлаждают потоком воздуха с той же интенсивностью подачи, что и при охлаждении по известному способу, но охлаждают внутреннюю: поверхность ступицы дополнительным потоком воздуха. Интенсивность подачи воздуха на внутреннюю поверхность ступицы задают в трех вариантах: первый вариант (ре){си ма 2) с поддержанием температуры внутренней поверхности ступицы на 20 - 25 С выше температуры диска; второй вариант (режим З) с поддержанием температуры внутренней поверхности ступицы, близкой (с точностью 15°С) температуре диска; третий вариант (режим 4) с поддержанием темпе

ратуры внутренней поверхности ступицы ниже температуры диска на 20 - 25 С с Охлаждение воздухом производят до 500 С, после чего центры подвергают отпуску при 500 С в течение 2,5 ч„ Дпительность термообработки по режимам 2-4 составляет 4 ч 20 мин - 4 ч 25 мин

Остаточные напряжения на внутренней поверхности cTj/пицы определяют

экспериментально с отделением части ступицы, оборудованной розетками тен- зодатчиков с базой 10 мм. Используют тензометрический мост. Значения окружных остаточных напряжений (осевые напряжения пренебрежимо малы) при термической обработке по известному способу (режим l) и с дополнительным охлаждением внутренней поверхности ступицы по трем вариантам (режимы 2-4) приведены в таблице.

Режим обработки

Остаточные

напряжения,

Н/мм

Термическая обработка по режиму 4 соответствует предлагаемому способу с оптимальным значением температурных параметров, приведенных в качестве отличительных признаков (дополнительное охлаждение внутренней поверхности ступицы с поддержанием ее температуры ниже на 20 - 25 С температуры диска). Обработка по режиму 3 соответствует граничному значению отличительного признака (температура внутренней поверхности ступицы близка к температуре диска), При обработке по режиму 2 температура внутренней поверхности ступицы выше температуры диска на 20 - 25°С.

Достижение положительного эффекта - сокращение длительности термообработки центров с обеспечением надежности прессового соединения центра с осью в- эксплуатации за счет создания сжимающих остаточных напряжений в сопрягаемой зоне ступицы - достигается дополнительным охлаждением внутренней поверхности ступицы с поддержанием ее температуры не выще температуры диска. При уменьшении интенсивности охлаждения внутренней поверхности ступицы ее температура в ходе охлаждения оказывается выше температуры диска, возникает перепад температуры между диско и ступицей и градибнт температуры в ступице уменьшается. В результате такой термической обработки на внутрен- ней поверхности ступицы формируются растягивающие напряжения, снижающие прочность прессовой посадки центра на ось по сравнению со сжимающими напряжениями,

Таким образом, предлагаемый способ термической обработки центров локомотивных колес обеспечивает сокращение длительности термической обработки и формирует остаточные напряжения, повышающие прочность прессового соединения центра с осью

Формула изобретении

Способ термической обработки центров локомотивных колес, включающий нагрев до температуры аустенитиялци охлаждение со скоростью ниже критической до температуры отпуска, выдержку и охлаждение, отличаю- DI к и с я тем, что, с целью сокращения длительности процесса и повышения эксплуатационной надежности колеса путем создания сжимающих остаточных напряжений на внутренней поверхности ступицы, проводят дополнительную подачу охладителя на внутреннюю поверхность ступицы с поддержанием в процессе охлаждения ее температуры не вьппе температуры диска

Изобретение относится к термической обработке изделий из черных металлов. Цель - сокращение длительности процесса и повьппение эксплуатационной надежности колеса. После нагрева колеса до температуры аустени- тизации его охлаждают потоком воздуха как со стороны диска, так и с внутренней поверхности ступицы таким образом, чтобы температура внутренней поверхности ступицы не превышала температуру диска колеса. 1 табл.