Спосіб термічної обробки колісних центрів

1. Спосіб термічної обробки колісних центрів, що включає їхнє нагрівання до температури аустенітизації, охолодження й відпуск, який відрізняється тим, що охолодження маточини, обода й диска колеса здійснюють роздільно з однаковою швидкістю до температури 350-400 °С, при цьому охолодження обода й диска здійснюють за допомогою обдування повітрям, а охолодження маточини виконують шляхом подачі охолоджувальної води в отвір маточини. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що швидкість охолодження маточини синхронізують зі швидкістю охолодження обода, змінюючи витрату води, що подають для охолодження маточини. (19) (21) a200911071 (22) 02.11.2009 (24) 11.10.2010 (46) 11.10.2010, Бюл.№ 19, 2010 р. (72) КУЗЬМИЧОВ ВЯЧЕСЛАВ МИХАЙЛОВИЧ, ПЕРКОВ ОЛЕГ МИКОЛАЙОВИЧ (73) ІНСТИТУТ ЧОРНОЇ МЕТАЛУРГІЇ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ (56) GB 1087227 A, 18.10.1967 GB 1417330 A, 10.12.1975 UA 67568 A, 15.06.2004 SU 1087557 A1, 23.04.1984 SU 1379324 A1, 07.03.1988 RU 2088678 C1, 27.08.1997 3 92288 дження обода й диска здійснюють за допомогою обдування повітрям, а охолодження маточини виконують шляхом подачі охолоджувальної води в отвір маточини. Швидкість охолодження маточини синхронізують зі швидкістю охолодження обода, змінюючи витрату води, що подається для охолодження маточини. Сутність винаходу полягає в тім, що після нагрівання центра до температури аустенітізації, охолодження маточини, диска й обода ведуть роздільно до досягнення поверхнею елементів температури 350-400 С, причому охолодження маточини роблять шляхом подачі охолоджувальної води в отвір маточини. Швидкість охолодження маточини синхронізують зі швидкістю охолодження о^ода, змінюючи витрату води, що подається для охолодження маточини. Роздільне охолодження маточини, обода й диска здійснюють шляхом подачі охолоджувальної води в отвір маточини, чим досягається синхронне, одночасне охолодження всіх елементів виробу. Теплове поле, яке виникає при одночасному охолодженні, виключає можливість утворення у диску центра залишкових напруг, що розтягують, і забезпечує формування стискаючих напруг, величина яких залежить від швидкості охолодження. Після охолодження центра до зазначеної температури, його подають у піч для підігріву й відпуску. Охолодження колісного центра нижче 350 С недоцільне, так як у цьому разі збільшується тривалість і зростають витрати енергії на охолодження й на наступне нагрівання для відпуску. При збільшенні температури елементів центра вище 400 С повноцінного відпуску не відбувається. [Металловедение и термическая обработка. 4 Справочник. т. 1, М. Металлургиздат, 1961, с.691710.]. Спосіб термічної обробки колісних центрів здійснювали при виготовленні катаних центрів для тепловозних коліс у колесопрокатному цеху заводу ВАТ «Интерпайп НТЗ». Після штампування й прокатки, центри передавали на ділянку термічної обробки, де їх нагрівали в кільцевій печі до температури 850 С, після чого охолоджували на горизонтальних столах. Маточину охолоджували шляхом подачі води через спреєр у центральний отвір центра з інтенсивністю до 0,20м3/сек, а обод і диск охолоджували струменем повітря з тиском до 30Н/см2. Відпрацьовану охолоджувальну воду видаляли через отвір для стоку в центрі стола. Температуру елементів центра контролювали за допомогою оптичних пірометрів. Швидкість охолодження маточини регулювали, змінюючи витрату подаваної води шляхом регулювання тиску води. Роздільне охолодження припиняли при досягненні поверхнею елементів температур 300, 350, 400, 450, 500 С. Після охолодження центри подавали в піч, де їх піддавали відпуску протягом 2 годин: підігрівали й витримували при температурі 500 С. Залишкові напруги в металі готових центрів вимірювали за допомогою тензодатчиків типу 2ПКБ із базою 10мм і цифрового тензометричного моста ЦТМ 5. Зразки для механічних випробувань вирізали відповідно до ГОСТ 4491. Результати наведені в таблиці. Таблиця Спосіб обробки Охолодження на повітрі Охолодження до 300 Охолодження до 350 Охолодження до 400 Охолодження до 450 № центра 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Механічні властивості Н/мм2 450 455 650 660 650 650 640 630 625 620 Н/мм2 250 255 400 410 410 415 415 415 400 400 З таблиці можна бачити, що при охолодженні центра на повітрі (без використання запропонованого способу) в диску центра виникають залишкові напруги, що розтягують (центри № 1 и 2), які негативно впливають на надійність виробу в експлуатації. Під час роздільного охолодження елементів центра з використанням запропонованого способу, (центри № 3-10), забезпечується формування в металі диска залишкових напруг, що стискають, що підвищує експлуатаційну надійність колісних центрів. В центрах № 3 і 4 ці напруги занадто ве % 24,0 23,0 23,5 25,0 25,0 25,0 26,0 26,0 23,0 23,5 +2 % 35,0 32,0 34,0 35,0 36,0 36,0 39,0 40,0 33,0 34,0 KCU Дж/см 0,55 0,5 0,35 0,4 0,45 0,45 0,5 0,6 0,5 0,5 Залишкові напруги Н/мм2 +50,0 -80,0 -60,0 -55,0 -55,0 ликі, що додатково навантажує диск центра, а в центрах № 5 - 10 вони мають помірний рівень, що сприяє прийманню експлуатаційного навантаження. Крім того, при закінченні охолодження центра при температурі нижче 350 С позитивний ефект не збільшується, але збільшуються витрати енергії на охолодження центра і на наступне нагрівання його для відпуску, що знижує економічність технології. У разі закінчення охолодження центру при температурі вище 400 С, знижується ефект відпуску. 5 92288 Таким чином, запропонований спосіб термічної обробки центрів за рахунок виключення у диску залишкових напруг, що розтягують, які знижують здатність матеріалу опиратися зародженню і зрос Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 6 танню тріщин втомленості, забезпечує підвищення їхньої експлуатаційної надійності. Завдання винаходу вирішено. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601