機(jī)車車輛車輪輪緣踏面樣板

車輪徑向截面上由輪緣和踏面形成的輪廓線車輪輪緣和踏面外形的選擇,不僅影響車輪的磨耗和使用壽命，而且直接關(guān)系到機(jī)車車輛的曲線通過性能和走行質(zhì)量。輪緣使車輪能可靠地通過曲線和道岔，不致脫軌。踏面呈圓錐形，在滾動(dòng)圓附近錐度1:10。通過曲線時(shí)，外側(cè)車輪以靠近輪緣的較大直徑在外軌上滾動(dòng)，內(nèi)側(cè)車輪以較小直徑在內(nèi)軌上滾動(dòng)，這樣，一方面使輪對(duì)隨線路方向變化而起導(dǎo)向作用，同時(shí)內(nèi)外輪滾動(dòng)距離的不同還可補(bǔ)償內(nèi)外軌長(zhǎng)度之差的影響。在直線上運(yùn)行時(shí)，如果輪對(duì)偏離其在線路上的中心位置，則兩輪滾動(dòng)半徑之差將使輪對(duì)向恢復(fù)其中心位置的方向運(yùn)動(dòng)。車輪外側(cè)錐度為1:5，可加大輪對(duì)兩輪滾動(dòng)半徑之差,使其易于通過小半徑曲線。但圓錐形踏面同時(shí)也是產(chǎn)生機(jī)車車輛蛇形運(yùn)動(dòng)和影響走行質(zhì)量的根源。減小踏面錐度有助于抑制蛇行運(yùn)動(dòng)，但輪緣磨耗顯著加劇，旋輪周期和車輪使用壽命大為縮短。這種辦法僅在一些高速客運(yùn)列車上采用。另一方面，車輪輪緣踏面外形在運(yùn)行初期磨耗較快，以后逐漸趨向穩(wěn)定，磨耗減慢。旋修恢復(fù)后的外形仍不能保持很長(zhǎng)時(shí)間，而且金屬切削量很大。因此，有些國(guó)家的鐵路采用了一種接近于磨耗達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的輪對(duì)踏面外形，稱為 ，又稱磨耗形踏面。采用這種外形不僅可減少車輪磨耗，延長(zhǎng)旋修周期，而且由于改善了輪軌接觸狀態(tài)，接觸應(yīng)力也可有所降低。

行車輪是比較容易損壞的部件。根據(jù)行車的使用特點(diǎn)，要求車輪踏面有較高的硬度，并且有一定的淬硬層深度和過渡層(深度>10mm，硬度HRC40 一48)，以提高承載能力、耐磨性和抗接觸疲勞的性能。同時(shí)，要求其基體組織要有良好的綜合力學(xué)性能和良好的組織狀態(tài)，硬度應(yīng)達(dá)HBS187~229，使之具有高的韌性，提高抗沖擊性能和抗開裂性能。

方案一

1、材質(zhì):ZG50SiMn

2、加工工藝流程

(1)鑄造:鑄造保證材質(zhì)均勻，無(wú)氣孔、砂眼，然后進(jìn)行退火處理。

(2)車床粗車毛坯內(nèi)孔、外圓，直徑留2mm 余量待熱處理后精車成。

(3)熱處理(淬火+回火)行車輪的材質(zhì)為中碳合金鋼，如按正常的加熱淬火、回火，則踏面和心部為相同的硬度，綜合力學(xué)性能不好，無(wú)法滿足其技術(shù)要求。為了達(dá)到圖紙技術(shù)要求，使其表面達(dá)到淬火溫度，而心部溫度相對(duì)較低;實(shí)現(xiàn)加深表面淬硬層深度、提高表面和外沿的硬度，而心部硬度較低的目標(biāo)，我們采用以下方法。

裝爐方法:工件熱處理裝爐時(shí)，用一塊鋼板放在料盤上面，將三個(gè)車輪疊放在一起放在鋼板上，保證它們之間嚴(yán)密接觸，內(nèi)孔裝入鑄鐵屑(防止工件內(nèi)孔氧化)，車輪間用耐火纖維氈填實(shí)，上面再放上一塊鋼板壓實(shí)。

加熱速度:適當(dāng)提高淬火溫度和淬火加熱速度對(duì)提高表面硬度有利。

加熱溫度:工件室溫---750 度時(shí)保溫1 小時(shí)----淬火溫度(860~890 度)---淬火(注意此時(shí)不保溫)。

本方法采用高溫零保溫的差溫?zé)崽幚硇鹿に嚕捎行У靥岣吖ぜ砻嬗捕群捅３州^低的心部硬度，是一種行之有效的熱處理方法. 淬火介質(zhì):采用水淬是提高硬度最有效的方法，但該材質(zhì)水淬開裂的危險(xiǎn)特別大，尤其是外沿要開裂，所以不能采用。水淬油冷方法也可提高表面硬度，但是工件的外沿尺寸較小，與踏面的截面差較大，淬火時(shí)冷卻時(shí)間不一致，水冷時(shí)間不好控制，也不易采用。所以可以選用油淬油淬，但要保證工件出爐后盡快入油淬火。

油淬回火:采用高溫回火，消除了工件大量的殘余應(yīng)力，回火組織由低溫回火馬氏體，變?yōu)榫哂辛己镁C合力學(xué)性能的高溫回火索氏體。這樣在保證踏面具有高硬度的同時(shí)又保證工件具有良好的韌性，高溫回火的溫度550--580 度。保溫2---3 小時(shí)后在空氣中自然冷卻。

方案二:

1、材質(zhì):ZG35---42 :

2、加工工藝流程

(1)鑄造:鑄造保證材質(zhì)均勻，無(wú)氣孔、砂眼，然后進(jìn)行退火處理。

(2)車床粗車毛坯，內(nèi)徑留2~3mm 余量，外徑較圖紙尺寸小6~7mm。

(3)堆焊:對(duì)行車輪預(yù)先進(jìn)行預(yù)熱，溫度200 度，保溫1~2 小時(shí)后出爐焊接，使用LG834 焊絲+HJ260D 焊劑+SJ102 焊劑進(jìn)行堆焊車輪踏面、輪肩，保證焊層無(wú)裂紋、夾渣等缺陷。

(4)堆焊完后進(jìn)行退火處理，加熱溫度850~860 度，保溫時(shí)間5 小時(shí)，然后隨爐冷卻，當(dāng)車輪溫度低于300 度時(shí)可出爐空冷。(5)精車內(nèi)、外徑尺寸達(dá)圖。