機車輪箍長期運行,普通存在著剝離現(xiàn)象,在冬季運行情況更為嚴重。發(fā)生剝離的主要原因是由于輪箍材質(zhì)的強度與硬度低,在運行過程中容易產(chǎn)生疲勞裂紋,裂紋的發(fā)展造成疲勞剝離。為了提高輪箍表面的強度與硬度,延長其使用壽命,輪箍需要進行表面淬火。過去是采用爐內(nèi)整體加熱,然后浸入水中表面淬火的熱處理工序,現(xiàn)采用高頻感應(yīng)加熱設(shè)備進行熱處理。
輪箍經(jīng)高頻感應(yīng)加熱設(shè)備淬火后,其踏面(輪箍的工作面)的硬度由原來的250-270HB提高到320-380HB,淬火層深度達到20mm以上,淬火層的抗拉強度由原材料的90-100kg/mm2提高到100-120kg/mm2 ,室溫時的沖擊值不低于原材料,一般為4-6kg.m/cm2,-40℃低溫沖擊值則由原材料的1.5-2.5kg.m/cm2提高到4kg.m/cm2。淬火加熱時間由爐內(nèi)加熱8h縮短到高頻感應(yīng)加熱的10min,表面的氧化脫碳層基本上完全消除。采用高頻感應(yīng)加熱表面淬火使被加熱金屬的重量減少,大大節(jié)省了熱能,還消除了淬火裂紋,減少了熱處理的廢品率。裝車運用結(jié)果表明,輪箍采用高頻感應(yīng)加熱淬火,可以起到抵抗剝離與提高耐磨性能的作用,也就延長了輪箍的使用壽命,具有很大的經(jīng)濟價值。
輪箍淬火加熱用的高頻感應(yīng)器是單相螺旋形,線圈是兩層排列,共計18匝,工作時的電壓為220V,線圈上的電流為1200A,功率因數(shù)為0.6左右。
輪箍經(jīng)高頻感應(yīng)加熱后在水中冷卻淬火,水的溫度保持在25-40℃范圍內(nèi)。為了減少輪箍在淬火過程中引起大的殘余應(yīng)力,防止淬火裂紋,利用輪箍淬火后心部的余熱自行回火,是一種較為有效的辦法。自然回火的溫度是由淬火時水冷的時間來控制,合適的回火溫度為500-550℃,對應(yīng)的水冷時間為18-20s。
輪箍經(jīng)高頻熱處理后,表面硬度和強度都比爐內(nèi)加熱處理的高。沖擊值在表面相同,心部提高較多,綜合性能良好,使輪箍具有耐磨耐壓和抗沖擊的性能,延長了輪箍的使用壽命。
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