一種金屬熱處理工藝的改進方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于金屬熱處理工藝的改進。
【背景技術】
[0002]彈條是一種用來將鋼軌固定在混凝土軌枕上的彈性扣件，它是用Φ 13?14mm圓鋼棒熱彎成形，并經熱處理而制成的。常用的彈條是用55Si2Mn、60Si2Mn或60Si2MnA鋼制造，它適用于一般鐵路運輸(列車軸重20T，行車速度< 100Km/h，每個扣件初始扣壓力不小于7.5KN，疲勞壽命大于200萬次)。由于鐵路向高速重載方向發展，對彈條的力學性能有較高的要求。根據國際招標(TCBW-92401)書中的技術文件要求，扣件使用條件為:在機車(電力、三軸)軸重25T，車輛軸重23T，行車速度160Km/h (客車)以上條件下使用，并要求每個扣件初始扣壓力不小于10KN，疲勞壽命大于500萬次。對于國際招標書中要求的使用條件，常用的彈條是達不到要求的。既使是選用各種力學性能均較好的材料，利用現有淬火加熱溫度為850°C，回火溫度為410?480°C的處理工藝仍存在彈條韌性差，在受力較大時易斷裂。另外由于該鋼強度高，故缺口敏感性強，而鋼材表面不可避免地，或多或少地存在一些缺陷，如果在上述溫度范圍內回火，則當彈條在交變載荷作用下因應力集中，在彈條表面缺陷處易產生疲勞裂紋，裂紋將會迅速擴展而造成彈條斷裂。因此，使彈條的疲勞壽命大大降低。
【發明內容】
[0003]本發明的技術要點是:用60Si2CrVA鋼制的彈條，是通過中頻感應加熱溫度為950?1150°C彎制成型并淬火，其回火加熱溫度為490?650°C。采用本發明給出的處理工藝加工彈條，不僅彈條的強度高，韌性好，耐疲勞壽命長，而且缺口敏感性小。采用本發明的熱處理工藝生產的彈條，經檢測部門采用美國MTS810疲勞試驗機(25KN檔/位移控制)、Sin波。精度:讀出值誤差< 3% )對其進行的單件疲勞試驗(試驗條件:在彈條扣壓鋼軌處施加12KN的垂直荷載后，沿加載方向施加0.5mm位移，反向0.8mm位移，位移全振幅
1.3mm)，結果表明:經1200萬次疲勞試驗后，在工具顯微鏡下(7?10倍)觀察試驗危險斷面表面周圍，未發現裂紋等異常情況，彈條殘余變形0.7mm，與575萬次疲勞后觀察到的殘余變形值相同，表明疲勞循環次數575萬次至1200萬次期間，殘余變形沒有發展。殘余變形0.7mm，折合扣壓力損失為0.84KN，達到國際同類產品先進水平。將表面具有6處折迭(折迭深度范圍在0.05?1.1mm)的60Si2CrVA彈條采用本發明的熱處理工藝處理后，按上述單件疲勞試驗條件進行500萬次疲勞試驗后未發生斷裂，對其剖樣并制成全相試樣，然后用OLYMPUS PME3金相顯微鏡在1000倍下觀察，折迭尖端并未向金屬內部發展。組裝疲勞試驗:試驗條件:將兩根高度截短為120mm的60Kg/m鋼軌(短軌)置于45°傾角的加力架上，在中央施加20-140KN垂直力。試驗結果:經200.26萬次疲勞后，試驗各部件(每組4件彈條)均沒有破損，軌距擴大量為1.5_。
【具體實施方式】
[0004]彈條的熱處理工藝過程是這樣的:將所下的條料，經加熱彎制成型并淬火，然后通過回火加熱及表面處理得產品。其熱處理工藝是用中頻輸出功率為140?185KW的中頻感應加熱淬火，加熱時間掌握在15?50秒，加熱溫度950?1150°C，淬火溫度(彈條進入淬火槽時的溫度)> 850°C，淬火冷卻介質溫度為20?80°C。彈條回火加熱溫度為490?650°C，回火加熱時間為65?80分鐘，其回火冷卻介質是發黑液，回火冷卻介質溫度< 80°C。
【主權項】
1.一種金屬熱處理工藝的改進方法，即60Si2CrVA鋼制彈條熱處理工藝，其特征是用60Si2CrVA鋼制的彈條，是通過中頻感應加熱溫度為950?1150°C彎制成型并淬火，其回火加熱溫度為490?650°C。2.按照權利要求1所述的熱處理工藝，其特征是用中頻輸出功率為140?185KW的中頻感應加熱淬火，加熱時間掌握在15?50秒，回火加熱時間為65?80分鐘。
【專利摘要】本發明公開了一種金屬熱處理工藝的改進方法。用60Si↓[2]CrVa鋼制的彈條，是通過中頻感應加熱溫度為950～1150℃彎制成型并淬火，其回火加熱溫度為490～650℃。采用本發明給出的熱處理工藝加工彈條，不僅彈條的強度高，韌性好，耐疲勞壽命長，而且缺口敏感性小。
【IPC分類】C21D6/00, C21D1/18, C21D8/00
【公開號】CN105316458
【申請號】CN201410287472
【發明人】唐莉娟
【申請人】唐莉娟
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年6月25日