一种铁路货车车轴的热处理工艺方法

摘要

本发明涉及铁路货车车轴生产技术领域，具体涉及一种铁路货车车轴的热处理工艺方法。所述热处理工艺方法，包括如下步骤：将所述车轴进行第一次正火，所述第一次正火的保温温度高出所述车轴的Ac3温度100℃～120℃，使所述车轴的奥氏体均匀化；将所述车轴进行第二次正火，所述第二次正火的保温温度高出所述车轴的Ac3以上10℃～30℃，使所述车轴在奥氏体化时形成细小的奥氏体晶粒；将所述车轴进行回火，消除所述车轴的内应力。本发明的热处理工艺中第一次正火采用的保温温度使车轴得到更均匀的组织形态，从而提高了车轴的透声性能，又保证得到均匀细化的铁素体和珠光体组织及良好的力学性能。

说明书

技术领域

本发明涉及铁路货车车轴生产技术领域，具体涉及一种铁路货车车轴的热 处理工艺方法。

背景技术

车轴是铁道车辆的重要部件，其性能直接关系到车辆的行车安全。我国目 前采用的LZ50车轴钢与AAR F级车轴钢相同，具有高强度、高韧性和高抗疲 劳性等优良特性，已广泛应用于铁道车辆的车轴生产。AAR F级车轴和LZ50 钢采用相同的热处理工艺，其力学性能和晶粒度完全满足AAR M101的要求。

目前，车轴热处理采用悬挂链式热处理生产线进行。悬挂链式热处理生产 线是一种集装卸、加热、冷却工艺为一体的可连续生产的智能化控制的热处理 设备，具有生产效率高、热处理质量稳定、高度自动化等特点，从而实现了车 轴热处理的批量化和高度的自动化生产。热处理工艺为两次正火加一次回火， 车轴经过两次正火得到均匀的细珠光体和铁素体组织，回火主要是消除车轴的 内应力。车轴经过热处理后，其力学性能和金相组织满足AAR M101的要求， 但车轴的透声性能达不到要求。

发明内容

本发明为了解决上述问题提供一种铁路货车车轴的热处理工艺方法，既提 高了车轴的透声性能，又保证得到均匀细化的铁素体和珠光体组织及良好的力 学性能。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种铁路货车车轴的热处理工艺方法，包括如下步骤：

将所述车轴进行第一次正火，所述第一次正火的保温温度高出所述车轴的 Ac3以上100℃～120℃，使所述车轴的奥氏体均匀化；

将所述车轴进行第二次正火，使所述车轴在奥氏体化时形成细小的奥氏体 晶粒；

将所述车轴进行回火，消除所述车轴的内应力。

进一步地，当所述车轴的含碳量为0.45-0.48%时，所述车轴进行第一次正 火的保温温度为880℃～900℃。

进一步地，当所述车轴的含碳量为0.49-0.53%时，所述车轴进行第一次正 火的保温温度为870℃～890℃。

进一步地，当所述车轴的含碳量为0.55-0.59%时，所述车轴进行第一次正 火的保温温度为860℃～880℃。

进一步地，所述第二次正火的保温温度高出所述车轴的Ac3以上10℃ ～30℃。

进一步地，当所述车轴的含碳量为0.45-0.48%时，所述车轴进行第二次正 火的保温温度为780℃～800℃。

进一步地，当所述车轴的含碳量为0.49-0.53%时，所述车轴进行第二次正 火的保温温度为780℃～800℃。

进一步地，当所述车轴的含碳量为0.55-0.59%时，所述车轴进行第二次正 火的保温温度为770℃～790℃。

与现有技术方案相比，本发明采用的技术方案产生的有益效果如下：

本发明的热处理工艺中第一次正火采用的保温温度使车轴得到更均匀的 组织形态，从而提高了车轴的透声性能；本发明的热处理工艺中第二次正火采 用的保温温度使车轴保证得到均匀细化的铁素体和珠光体组织及良好的力学 性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种铁路货车车轴的热处理工艺方法的工艺流 程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案进行详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供一种铁路货车车轴的热处理工艺方法，包 括如下步骤：

步骤10：将车轴进行第一次正火，第一次正火的保温温度高出车轴的Ac3 以上100℃～120℃，使车轴的奥氏体均匀化；

步骤20：将车轴进行第二次正火，第二次正火的保温温度高出车轴的Ac3 以上10℃～30℃，使车轴在奥氏体化时形成细小的奥氏体晶粒；

步骤30：将车轴进行回火，消除车轴的内应力。

进一步地，当车轴的含碳量为0.45-0.48%时，车轴进行第一次正火的保温 温度为880℃～900℃。当车轴的含碳量为0.49-0.53%时，车轴进行第一次正火 的保温温度为870℃～890℃。当车轴的含碳量为0.55-0.59%时，车轴进行第一 次正火的保温温度为860℃～880℃。

进一步地，当车轴的含碳量为0.45-0.48%时，车轴进行第二次正火的保温 温度为790℃～810℃。当车轴的含碳量为0.49-0.53%时，车轴进行第二次正火 的保温温度为780℃～800℃。当车轴的含碳量为0.55-0.59%时，车轴进行第二 次正火的保温温度为770℃～790℃。

实施例1：

本实施例提供一种铁路货车车轴的热处理工艺方法，车轴的含碳量与热处 理各步骤工艺参数的关系见表1。

表1

其中，各个温度参数中的±10℃为热处理工艺中加热炉的加热精度。

实施例2：

本实施例提供一种铁路货车车轴的热处理工艺方法，车轴的含碳量与热处 理各步骤工艺参数的关系见表2。

表2

其中，各个温度参数中的±10℃为热处理工艺中加热炉的加热精度。

实施例3：

本实施例提供一种铁路货车车轴的热处理工艺方法，车轴的含碳量与热处 理各步骤工艺参数的关系见表3。

表3

其中，各个温度参数中的±10℃为热处理工艺中加热炉的加热精度。

从以上实施例介绍的车轴热处理工艺中，可以看到车轴在热处理过程中经 过了两次正火和一次回火，两次正火的保温温度是不同的，其目的和作用也是 不一样的。第一次正火的温度高，高出Ac3以上100～120℃，其作用主要是使 车轴的奥氏体均匀化，得到均匀的组织形态，为第二次正火做好组织准备。第 二次正火的温度低，高出Ac3以上10～30℃，使车轴在此温度奥氏体化时，形 成细小的奥氏体晶粒，车轴冷却后得到细小的铁素体和珠光体组织，从而达到 较高的强度和韧性。本发明主要是解决车轴的透声性能达不到AAR M101要 求的问题，而材料的组织均匀性与材料的透声性能的关系是成正比关系，组织 均匀性越高，其透声性能越好。但是，如果为了追求透声率一味地提高第一次 正火的保温温度，又势必造成奥氏体晶粒的急剧长大，降低材料的性能，严重 的会造成车轴的报废。本发明实施例中第一次正火的保温温度，就是合适的保 温温度，既提高了车轴的透声性能，又能保证车轴得到均匀细化的铁素体和珠 光体组织及良好的力学性能。本发明实施例中第二次正火的保温温度，使得车 轴的金相组织、晶粒度及透声性能明显得到了改善和提高，晶粒度比原热处理 工艺提高了一个级别。

以上所述为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的 技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。