專利名稱：：高碳鋼火車車輪輪輞表面的熱處理方法及熱處理裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于金屬材料熱處理的
技術領域：
，涉及鐵路用輾鋼整體車輪熱處理技術，更具體地說，本發(fā)明涉及一種高碳鋼火車車輪輪輞表面的熱處理方法。另外，本發(fā)明還涉及應用上述方法的相應熱處理裝置。技術背景長期以來，國內貨車車輪均采用材質為C《0.65X的C-Mn碳素鋼，經熱處理后的車輪輪輞組織狀態(tài)為鐵素體-珠光體。隨著中國鐵路貨運向重載方向發(fā)展，貨車車輪異常磨耗、輾堆問題日益突出，究其原因，主要同現(xiàn)有貨車車輪鋼材質的接觸疲勞強度、耐磨性較差有關。有效解決上述問題的方法是車輪采用高碳鋼材料。碳含量提高后，經常規(guī)熱處理，車輪輪輞踏面表層即踏面下10mm以內會產生由珠光體、貝氏體組成的異常組織，這是由常規(guī)熱處理冷卻方法所決定的。目前，國內外所采用的車輪熱處理冷卻方法基本相同，均是將車輪奧氏體化加熱后，直接對車輪輪輞踏面或踏面及外側面進行大流量連續(xù)強制性噴水冷卻，踏面表層內的金屬冷卻速度極大，達到l(TC/s以上，超過鋼的下臨界冷卻速度，必然會導致異常組織的產生。在本說明書附圖中的圖5為上述現(xiàn)有技術所采用的熱處理冷卻方法獲得的車輪輪輞踏面表層金相組織狀態(tài)圖。該圖即為車輪輪輞踏面表層過硬過脆的異常組織的顯微結構。熱處理冷卻過程中產生的異常組織比正常的鐵素體-珠光體組織更硬且更脆，在輪軌接觸應力的作用下極易發(fā)生剝離脫落，破壞車輪踏面的光潔度和完整性，需要進行鏇修后才能繼續(xù)使用，直接降低了車輪的使用壽命；同時，異常組織的存在使踏面表層硬度明顯升高，新車輪使用初期踏面很難產生適當變形以盡快獲得較理想的輪軌幾何匹配關系，導致車輪輪輞承受過大的接觸應力，容易產生早期接觸疲勞損傷，更嚴重地影響車輪使用壽命。
發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的第一個問題是提供一種高碳鋼火車車輪輪輞表面的熱處理方法，其目的是防止高碳鋼火車車輪踏面表層產生異常組織，改善其機械性能并延長使用壽命。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為-本發(fā)明所提供的這種高碳鋼火車車輪輪輞表面的熱處理方法，用于對含碳量為0.72%0.77%的火車車輪的輪輞表面進行熱處理，該方法的過程是首先對火車車輪進行整體加熱，然后對輪輞表面進行冷卻淬火；在冷卻過程中，先用小流量水流對火車車輪的車輪踏面進行短時間噴水冷卻，然后用大流量水流對車輪踏面進行長時間強制噴水冷卻。以下是本發(fā)明為解決上述技術問題而提出的更詳盡的技術方案在對火車車輪的輪輞進行加熱時，使火車車輪的輪輞保持在奧氏體區(qū)域的高溫狀態(tài)；用小流量水流對車輪踏面進行短時間噴水冷卻，使所述的車輪踏面下10mm內的溫度降至Al以下的一定溫度區(qū)間內；用大流量水流對車輪踏面進行長時間強制噴水冷卻，使輪輞內部金屬加速充分冷卻；不同流量的噴水采用不同的噴嘴。以上所述熱處理方法的工藝過程是首先將火車車輪置于臥式淬火臺中；加熱時，使火車車輪的輪輞加熱溫度為800°C810°C;然后用配置在車輪踏面周圍的一組小流量噴嘴，將水流噴向旋轉的車輪踏面，進行短時噴水冷卻，控制冷卻時間，使車輪踏面下5mm處溫度降低到650"C690'C溫度范圍，此時在車輪踏面表層形成一層網狀鐵素體-珠光體組織；同時使車輪輪輞內部即車輪踏面下10mm45mm的范圍內，溫度仍超過Ac3，尚未發(fā)生組織轉變；切換噴嘴，用預先配置在車輪踏面周圍的另一組大流量噴嘴，將水流噴向旋轉的車輪踏面，使輪輞內部金屬以2°C/s5°C/s的冷卻速度加速冷卻到550°C以下，從而在車輪輪輞內部即車輪踏面下10mm45mm的范圍內，形成斷續(xù)網狀鐵素體-珠光體組織；取出火車車輪，熱處理工藝結束。下面是關于該方法中，冷卻時間和冷卻溫度等工藝參數(shù)的兩個不同的技術方案，供選擇應用1、所述的短時間小流量噴水冷卻，其噴嘴流量為4.9L/min，冷卻時間為30s，使車輪踏面下5mm處溫度降低到687°C;接著再對車輪踏面進行長時間大流量噴水冷卻，其噴嘴流量為35L/min，冷卻時間為180s。2、所述的短時間小流量噴水冷卻，其噴嘴流量為4.9L/min，冷卻時間為40s，使車輪踏面下深5mm處溫度降低到650°C;接著再對車輪踏面進行長時間大流量噴水冷卻，其噴嘴流量為35L/min，冷卻時間為180s。另外，以上所述的小流量噴水和大流量噴水的啟動、轉換及流量的大小、所述的不同流量的噴水時間，均由車輪輪輞淬火電控單元根據(jù)設定的程序及溫度的反饋數(shù)據(jù)進行控制。為了實現(xiàn)與上述技術方案相同的發(fā)明目的，本發(fā)明所要解決的另一個問題是還提供了實施上述熱處理方法的火車車輪輪輞熱處理裝置，其技術方案是該裝置的主體結構為臥式淬火臺，所述的臥式淬火臺設有淬火臺殼體，所述的火車車輪軸線豎直并通過車輪夾具固定在旋轉臺上，所述的旋轉臺固定在淬火臺殼體內的中心位置，在所述的淬火臺殼體上還設有進水環(huán)管，并通過噴嘴將水流噴到車輪踏面上，所述的進水環(huán)管分為大流量進水環(huán)管和小流量進水環(huán)管，所述的大流量進水環(huán)管接通多個大流量噴嘴；所述的小流量進水環(huán)管接通多個小流量噴嘴。噴嘴的具體位置的技術方案所述的大流量噴嘴和小流量噴嘴沿車輪踏面的外圓周方向均勻間隔分布，其噴嘴的方向均朝向車輪踏面。上述熱處理裝置的控制結構的技術方案該裝置上設有車輪輪輞淬火電控單元，所述的車輪輪輞淬火電控單元存儲車輪輪輞淬火的控制程序，所述的大流量進水環(huán)管和小流量進水環(huán)管的進水管路上均設有由電氣控制的閥門，所述的閥門通過電氣控制線路與所述的車輪輪輞淬火電控單元連接，并接受其控制。在所述的火車車輪的輪輞上設溫度傳感元件，并與所述的車輪輪輞淬火電控單元通過信號線路連接，向車輪輪輞淬火電控單元傳送溫度數(shù)據(jù)。上述技術方案具有突出的實質性特點，并在現(xiàn)有技術的基礎上取得了顯著的技術進步，解決了本領域長期未能解決的技術難題，充分體現(xiàn)了本發(fā)明的新穎性、創(chuàng)造性和實用性。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明獲得了以下有益效果采用本發(fā)明只需對常用的火車車輪熱處理冷卻裝置進行簡單改造，通過兩種噴嘴的配合使用，在連續(xù)冷卻條件下使火車車輪輪輞踏面表層和輪輞內部相互獨立發(fā)生珠光體轉變，艮P-可使踏面下10mm以內得到硬度值低于310HBw網狀鐵素體-珠光體組織(鐵素體含量>5%)，完全發(fā)生鐵素體一珠光體組織轉變，改善車輪的抗接觸疲勞性能，減少車輪的踏面剝離；能夠使車輪踏面下10mm以內的硬度值降低8HBw以上，使用初期車輪踏面的輪軌接觸區(qū)容易產生小量變形，盡早獲得合適的輪與軌的幾何匹配關系，增大接觸面，降低接觸應力水平；輪輞內部(踏面下10mm45mm的范圍內)獲得硬度值超過320HBw的斷續(xù)網狀鐵素體-細珠光體組織(鐵素體含量<5%)，在輪軌接觸磨合過程完成后，車輪輪輞內部的耐磨性能提高，從而提高車輪的使用壽命；同時，能夠不增大車輪熱處理冷卻工藝的操作難度。下面對本說明書各幅附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明圖1為本發(fā)明所涉及的火車車輪輪輞熱處理裝置的結構示意圖；圖2為方法實施例四中實測的車輪踏面下5mm及15mm處的冷卻曲線；圖3為方法實施例五中實測的車輪踏面下5mm及15mm處的冷卻曲線；圖4為方法實施例四、例五的車輪輪輞踏面表層金相組織狀態(tài)圖；圖5為現(xiàn)有技術中熱處理冷卻方法獲得的車輪輞踏面表層金相組織狀態(tài)圖；圖6為本發(fā)明獲得的車輪輪輞斷面硬度與現(xiàn)有技術中熱處理冷卻方法處理的車輪輪輞斷面硬度的對比曲線；圖7為方法實施例四、例五與現(xiàn)有技術的熱處理冷卻方法處理的車輪的磨耗失重對比曲線。圖1中的標記為1、大流量進水環(huán)管，2、小流量進水環(huán)管，3、車輪夾具，4、火車車輪，5、小流量噴嘴，6、旋轉臺，7、淬火臺殼體，8、大流量噴嘴，9、臥式淬火臺，10、車輪踏面。具體實施方式下面對照附圖，通過對所提供的優(yōu)選的實施例的描述，對本發(fā)明的具體實施方式如具體的實施條件、實施要點、工藝參數(shù)、工藝步驟、所用裝備及操作使用方法，以及本發(fā)明所提供的裝置中所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域的技術人員對本發(fā)明的發(fā)明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解，使其更方便地實施本發(fā)明。參見圖1的裝置，本發(fā)明解決的第一個問題提供一種高碳鋼火車車輪輪輞表面的熱處理方法，用于對含碳量為0.72%0.77%的火車車輪4的輪輞表面進行熱處理。該方法的過程是首先對火車車輪4進行整體加熱，然后對輪輞表面進行冷卻淬火。車輪采用高碳鋼材料的目的是解決火車車輪由于其鋼材材質的接觸疲勞強度、耐磨性較差而導致的異常磨耗、輾堆等問題。但是含碳量提高后，經過目前常規(guī)的熱處理，車輪輪輞踏面表層即踏面下10mm以內會產生由珠光體、貝氏體組成的異常組織，這是由常規(guī)熱處理冷卻方法所決定的。常規(guī)熱處理冷卻方法的過程中產生的異常組織比正常的鐵素體-珠光體組織更硬且更脆，在輪軌接觸應力的作用下極易發(fā)生剝離脫落，破壞車輪踏面的光潔度和完整性，需要進行鏇修后才能繼續(xù)使用，直接降低了車輪的使用壽命；同時，異常組織的存在使踏面表層硬度明顯升高，新車輪使用初期踏面很難產生適當變形以盡快獲得較理想的輪軌幾何匹配關系，導致車輪輪輞承受過大的接觸應力，容易產生早期接觸疲勞損傷，更嚴重地影響車輪使用壽命。為了充分發(fā)揮采用高碳鋼制造火車車輪的優(yōu)勢，同時克服其帶來的不利因素，本發(fā)明采取下面的技術方案本發(fā)明所提供的這種高碳鋼火車車輪輪輞表面的熱處理方法，在其冷卻過程中，先用小流量水流對火車車輪4的車輪踏面10進行短時間噴水冷卻，然后用大流量水流對車輪踏面10進行長時間強制噴水冷卻。具體做法是在常規(guī)使用的車輪臥式淬火臺9上增加一根進水環(huán)管，在其上安裝一組小流量噴嘴5，結合原有的大流量噴嘴8，先后對車輪踏面10進行噴水冷卻。上述技術方案針對碳含量在0.72%0.77%范圍的高碳火車車輪的材料，對通常使用的車輪熱處理冷卻裝置簡單改造，通過兩種噴嘴的配合使用在連續(xù)冷卻條件下使車輪輪輞踏面表層和輪輞內部獨立發(fā)生珠光體轉變，使車輪踏面10下10mm以內完全發(fā)生鐵素體-珠光體組織轉變，改善車輪的抗接觸疲勞性能，減少車輪的踏面剝離；能夠適當降低踏面下10mm以內的硬度值，使用初期車輪踏面的輪軌接觸區(qū)容易產生小量變形，盡早獲得合適的輪軌幾何匹配關系，降低接觸應力水平；能夠適當提高車輪輪輞內部即車輪踏面10下10mm45mm范圍內的硬度值，從而提高車輪耐磨性，提高車輪的使用壽命；能夠不增大車輪熱處理冷卻工藝的操作難度。本發(fā)明所述的熱處理方法的具體實施可按下面的各實施例進行方法實施例一在對火車車輪4整體進行加熱時，使火車車輪4的輪輞保持在奧氏體區(qū)域的高溫狀態(tài)；用小流量水流對車輪踏面10進行短時間噴水冷卻，使所述的車輪踏面10下10mm內的溫度降至Al以下的一定溫度區(qū)間內；用大流量水流對車輪踏面IO進行長時間強制噴水冷卻，使輪輞內部金屬加速充分冷卻。方法實施例二不同流量的噴水采用不同的噴嘴。如果采用相同的噴嘴，則不同的流量不能達到所要求的噴射要求，如果采用小噴嘴，則大流量時，流量不能滿足；如果采用大噴嘴，則小流量時噴射壓力及射程達不到要求。方法實施例三本發(fā)明所述的火車車輪4的熱處理方法的工藝過程是首先將火車車輪4置于臥式淬火臺9中；加熱時，使火車車輪4的輪輞加熱溫度為80(TC810'C;然后用配置在車輪踏面10周圍的一組小流量噴嘴5，將水流噴向旋轉的車輪踏面IO，進行短時噴水冷卻控制冷卻時間，使車輪踏面10下5mm處溫度降低到65(TC69(TC溫度范圍，此時在車輪踏面10表層形成一層網狀鐵素體-珠光體組織；同時控制冷卻時間，使車輪輪輞內部、車輪踏面10下10mm45mm的范圍內，溫度仍超過Ac3，尚未發(fā)生組織轉變；切換噴嘴，用預先配置在車輪踏面10周圍的另一組大流量噴嘴8，將水流噴向旋轉的車輪踏面10，使輪輞內部金屬以2°C/s5°C/s的冷卻速度加速冷卻到550'C以下，從而在車輪輪輞內部即車輪踏面10下10mm45mm的范圍內，形成斷續(xù)網狀鐵素體-珠光體組織；取出火車車輪4，熱處理工藝結束。由于先在車輪踏面10表面形成了一層網狀鐵素體-珠光體組織，因此在隨后采用大流量噴嘴進行強制冷卻時可避免車輪輪輞踏面表層出現(xiàn)異常組織。上述工藝過程，合理控制噴水流量及次序，合理控制冷卻時間、冷卻速度，使火車車輪4的輪輞的材料金相組織按要求轉變，獲得了所需要的不同位置的金相組織，解決了在本說明書的
背景技術：
部分所述的現(xiàn)有技術存在的缺陷，實現(xiàn)了本發(fā)明的發(fā)明目的并取得了前面所介紹的有益效果，且方法及其所采用的裝置也不復雜。下面的兩個實施例是對方法實施例三中涉及的工藝參數(shù)，采用不同的數(shù)據(jù)的兩個實施例，可選擇其中之一進行實施。這兩個實施例所涉及的火車車輪4均采用表1所示的合金成分，利用本發(fā)明的所提供的工藝過程對車輪踏面10進行熱處理中的表面冷卻。表l、方法實施例四、例五所采用的火車車輪的合金成分(質量百分數(shù))cSiMnPS其余0.74%0.29%0.74%0.018%0.003%微量方法實施例四:參見圖2、圖4、圖6和圖7，在上述實施例中所述的短時間小流量噴水冷卻，將保持在80(TC81(TC奧氏體區(qū)域的高溫狀態(tài)的車輪，置于臥式淬火臺9中，先對車輪踏面進行短時弱噴水冷卻，其噴嘴流量為4.9L/min，冷卻時間為30s,使車輪踏面5mm處溫度降低到687"C;接著再對車輪踏面10進行長時間大流量噴水冷卻，其噴嘴流量為35L/min，冷卻時間為180s。實測的車輪踏面下5mm及15mm處的冷卻曲線如圖2所示；按本實施例，可使車輪踏面10下10mm以內得到硬度值低于310HBw網狀鐵素體-珠光體組織(鐵素體含量>5%)，輪輞內部即車輪踏面10下10mm45mm的范圍內得到硬度值超過320HBw的斷續(xù)網狀鐵素體-細珠光體組織(鐵素體含量<5%)，其車輪輪輞踏面表層金相組織狀態(tài)圖如圖4所示；還能夠使車輪踏面下10mm以內的硬度值降低8HBw以上，熱處理后車輪輪輞橫截面的硬度分布如圖6所示；在輪軌接觸磨合過程完成后，車輪輪輞內部的耐磨性能提高。本實施例與現(xiàn)有技術的熱處理冷卻方法處理的車輪的磨耗失重對比曲線如圖7所示；經上述方法獲得的機械性能如下面的表2所示，表明本發(fā)明獲得的樣品與現(xiàn)有技術獲得的樣品其機械性能保持同等水平。表2、方法實施例四、例五與現(xiàn)有技術中的熱處理冷卻方法獲得的車輪輪輞機械性能對比<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>方法實施例五:參見圖3、圖4、圖6和圖7，在方法實施例一至例三中所述的短時間小流量噴水冷卻，將保持在80(TC81(TC奧氏體區(qū)域的高溫狀態(tài)的車輪，置于臥式淬火臺9中，先對車輪踏面進行短時弱噴水冷卻，其噴嘴流量為4.9L/min，冷卻時間為40s，使車輪踏面下5mm處溫度降低到650'C;接著再對車輪踏面10進行長時間大流量噴水冷卻，其噴嘴流量為35L/min，冷卻時間為180s。實測的車輪踏面下5mm及15mm處的冷卻曲線如圖3所示；按本實施例，可使車輪踏面10表層下10mm以內得到硬度值低于310HBw網狀鐵素體-珠光體組織(鐵素體含量>5%)，輪輞內部(車輪踏面10表層下10mm45mm)得到硬度值超過320HBw的斷續(xù)網狀鐵素體-細珠光體組織(鐵素體含量<5%)，其車輪輪輞踏面表層金相組織狀態(tài)圖如圖4所示；還能夠使車輪踏面下10mm以內的硬度值降低8HBw以上，熱處理后車輪輪輞橫截面的硬度分布如圖6所示；在輪軌接觸磨合過程完成后，車輪輪輞內部的耐磨性能提高。本實施例與現(xiàn)有技術的熱處理冷卻方法處理的車輪的磨耗失重對比曲線如圖7所示；經上述方法獲得的機械性能如上面的表2所示，表明本發(fā)明獲得的樣品與現(xiàn)有技術獲得的樣品其機械性能保持同等水平。方法實施例六本實施例要解決的是實現(xiàn)噴水流量的控制，提出相應的技術措施。其目的是使這種控制更準確、可靠。所述的小流量噴水和大流量噴水的啟動、轉換及流量的大小、所述的不同流量的噴水時間，均由車輪輪輞淬火電控單元根據(jù)設定的程序及溫度的反饋數(shù)據(jù)進行控制。本發(fā)明解決的第二個問題是為了實現(xiàn)與上述高碳鋼火車車輪輪輞表面的熱處理方法相同的發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了實施上述熱處理方法的火車車輪輪輞熱處理裝置。其技術方案是該裝置的主體結構為臥式淬火臺9，所述的臥式淬火臺9設有淬火臺殼體7，所述的火車車輪4軸線豎直并通過車輪夾具3固定在旋轉臺6上，所述的旋轉臺6固定在淬火臺殼體7內的中心位置，在所述的淬火臺殼體7上還設有進水環(huán)管，并通過噴嘴將水流噴到車輪踏面10上，所述的進水環(huán)管分為大流量進水環(huán)管1和小流量進水環(huán)管2，所述的大流量進水環(huán)管1接通多個大流量噴嘴8;所述的小流量進水環(huán)管2接通多個小流量噴嘴5。上述技術方案解決了在前面提出的高碳鋼火車車輪輪輞表面的熱處理方法所需要的設備，使本發(fā)明的成為一個完整的整體。其技術方案是相應的，其中都包含了相應的特定技術特征，即小流量噴水和大流量噴水的結合使用。裝置實施例一-本實施例是噴嘴設置的具體結構，保證了所有噴嘴對車輪踏面IO均勻和有效地噴水。所述的大流量噴嘴8和小流量噴嘴5沿車輪踏面10的外圓周方向均勻間隔分布，其噴嘴的方向均朝向車輪踏面IO。裝置實施例二本實施例是所述裝置的控制結構。上述裝置上設有車輪輪輞淬火電控單元，所述的車輪輪輞淬火電控單元存儲車輪輪輞淬火的控制程序，所述的大流量進水環(huán)管1和小流量進水環(huán)管2的進水管路上均設有由電氣控制的閥門，所述的閥門通過電氣控制線路與所述的車輪輪輞淬火電控單元連接，并接受其控制。上述結構使本發(fā)明提供的裝置的控制更準確和可靠，特別是對不同水流的流量控制、噴水時間的控制、不同水流的切換等，易于調控，操作簡單，有利于利用計算機實現(xiàn)控制。裝置實施例三本實施例是溫度控制所必須的結構。在所述的火車車輪4的輪輞上設溫度傳感元件，并與所述的車輪輪輞淬火電控單元通過信號線路連接，向車輪輪輞淬火電控單元傳送溫度數(shù)據(jù)。上面結合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發(fā)明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內。權利要求1.一種高碳鋼火車車輪輪輞表面的熱處理方法，用于對含碳量為0.72％～0.77％的火車車輪(4)的輪輞表面進行熱處理，該方法的過程是首先對火車車輪(4)進行加熱，然后對輪輞表面進行冷卻淬火，其特征在于在冷卻過程中，先用小流量水流對火車車輪(4)的車輪踏面(10)進行短時間噴水冷卻，然后用大流量水流對車輪踏面(10)進行長時間強制噴水冷卻。2、按照權利要求1所述的高碳鋼火車車輪輪輞表面的熱處理方法，其特征在于在對火車車輪(4)的輪輞進行加熱時，使火車車輪(4)的輪輞保持在奧氏體區(qū)域的高溫狀態(tài)；用小流量水流對車輪踏面(10)進行短時間噴水冷卻，使所述的車輪踏面(10)下10mm內的溫度降至Al以下的一定溫度區(qū)間內；用大流量水流對車輪踏面(10)進行長時間強制噴水冷卻，使輪輞內部金屬加速充分冷卻；不同流量的噴水采用不同的噴嘴。3、按照權利要求2所述的高碳鋼火車車輪輪輞表面的熱處理方法，其特征在于所述方法的工藝過程是-首先將火車車輪(4)置于臥式淬火臺(9)中；加熱時，使火車車輪(4)的輪輞加熱溫度為800"C81(TC;然后用配置在車輪踏面(10)周圍的一組小流量噴嘴(5)，將水流噴向旋轉的車輪踏面(10)，進行短時噴水冷卻，控制冷卻時間，使車輪踏面下5mm處溫度降低到65(TC69(TC范圍，此時在車輪踏面(10)表層形成一層網狀鐵素體-珠光體組織；同時使車輪輪輞內部即車輪踏面(10)下10mm45mm的范圍內，溫度仍超過Ac3，尚未發(fā)生組織轉變；切換噴嘴，用預先配置在車輪踏面(10)周圍的另一組大流量噴嘴(8),將水流噴向旋轉的車輪踏面(10)，使輪輞內部金屬以2'C/s5t:/s的冷卻速度加速冷卻到55(TC以下，從而在車輪輪輞內部即車輪踏面(10)下10mm45mm的范圍內，形成斷續(xù)網狀鐵素體-珠光體組織；取出火車車輪(4)，熱處理工藝結束。4、按照權利要求3所述的高碳鋼火車車輪輪輞表面的熱處理方法，其特征在于所述熱處理方法的工藝參數(shù)是所述的短時間小流量噴水冷卻，其噴嘴流量為4.9L/min，冷卻時間為30s，使車輪踏面(10)下5mm處溫度降低到687r;接著再對車輪踏面(10)進行長時間大流量噴水冷卻，其噴嘴流量為35L/min，冷卻時間為180s。5、按照權利要求3所述的高碳鋼火車車輪輪輞表面的熱處理方法，其特征在于所述熱處理方法的工藝參數(shù)是所述的短時間小流量噴水冷卻，其噴嘴流量為4.9L/min，冷卻時間為40s，使車輪踏面(10)深5mm處溫度降低到650"C;接著再對車輪踏面(10)進行長時間大流量噴水冷卻，其噴嘴流量為35L/min,冷卻時間為180s。6、按照權利要求4或5所述的高碳鋼火車車輪輪輞表面的熱處理方法，其特征在于所述的小流量噴水和大流量噴水的啟動、轉換及流量的大小、所述的不同流量的噴水時間，均由車輪輪輞淬火電控單元根據(jù)設定的程序進行控制。7、一種實施權利要求1所述的高碳鋼火車車輪輪輞表面的熱處理方法的火車車輪輪輞熱處理裝置，該裝置的主體結構為臥式淬火臺(9)，所述的臥式淬火臺(9)設有淬火臺殼體(7)，所述的火車車輪(4)軸線豎直并通過車輪夾具(3)固定在旋轉臺(6)上，所述的旋轉臺(6)固定在淬火臺殼體(7)內的中心位置，在所述的淬火臺殼體(7)上還設有進水環(huán)管，并通過噴嘴將水流噴到車輪踏面(10)上，其特征在于所述的進水環(huán)管分為大流量進水環(huán)管(1)和小流量進水環(huán)管(2)，所述的大流量進水環(huán)管(1)接通多個大流量噴嘴(8);所述的小流量進水環(huán)管(2)接通多個小流量噴嘴(5)。8、按照權利要求7所述的火車車輪輪輞熱處理裝置，其特征在于所述的大流量噴嘴(8)和小流量噴嘴(5)沿車輪踏面(10)的外圓周方向均勻間隔分布，其噴嘴的方向均朝向車輪踏面(10)。9、按照權利要求7或8所述的火車車輪輪輞熱處理裝置，其特征在于該裝置上設有車輪輪輞淬火電控單元，所述的車輪輪輞淬火電控單元存儲車輪輪輞淬火的控制程序，所述的大流量進水環(huán)管(1)和小流量進水環(huán)管(2)的進水管路上均設有由電氣控制的閥門，所述的閥門通過電氣控制線路與所述的車輪輪輞淬火電控單元連接，并接受其控制。10、按照權利要求9所述的火車車輪輪輞熱處理裝置，其特征在于在所述的火車車輪(4)的輪輞上設溫度傳感元件，并與所述的車輪輪輞淬火電控單元通過信號線路連接，向車輪輪輞淬火電控單元傳送溫度數(shù)據(jù)。全文摘要本發(fā)明公開了一種高碳鋼火車車輪輪輞表面的熱處理方法，是在冷卻過程中，先用小流量水流對火車車輪的車輪踏面進行短時間噴水冷卻，然后用大流量水流對車輪踏面進行長時間強制噴水冷卻。本發(fā)明還公開了實施上述方法的熱處理裝置，其進水環(huán)管分為大流量進水環(huán)管和小流量進水環(huán)管，大流量進水環(huán)管接通多個大流量噴嘴；小流量進水環(huán)管接通多個小流量噴嘴。采用上述技術方案，改善車輪的抗接觸疲勞性能，減少車輪的踏面剝離；盡早獲得合適的輪與軌的幾何匹配關系，增大接觸面，降低接觸應力水平；車輪輪輞內部的耐磨性能提高，從而提高車輪的使用壽命；能夠不增大車輪熱處理冷卻工藝的操作難度。文檔編號C21D1/667GK101270408SQ20081002042公開日2008年9月24日申請日期2008年3月4日優(yōu)先權日2008年3月4日發(fā)明者翔李,波江,王世付,程德利,海趙,斌鐘,剛陳,龔志翔申請人:馬鞍山鋼鐵股份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